JPS646329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料調量装置における吐出量調整部
材の調整範囲または全負荷位置を変える調整部材
が、機関の吸気管内の吸込み空気の絶対圧に関連
して制御されかつ制御圧媒体により摺動移動可能
な壁を有しており、さらに、前記制御圧媒体を制
御するための弁部材の位置を、吸込み空気圧によ
り負荷されるアネロイド形圧力調整器によつて規
定する制御機構が設けられており、前記アネロイ
ド形圧力調整器が操作部材によつて弁部材と結合
されている形式の内燃機関用の制御装置に関す
る。

このような形式の公知の制御装置（ドイツ連邦
共和国特許出願公開第2448656号および第2532830
号）は、機関の吸気管内の吸込み空気の絶対圧に
関連して、しかも無過給機関の場合には外気圧に
関連して、および過給機関の場合には過給気圧に
関連して働く。吸込み空気の絶対圧を処理するア
ネロイド形圧力調整器の作業能力が低いため、前
記制御装置の可動壁を備えた調整部材には制御機
構が前置されており、該制御機構において制御圧
媒体を制御するための弁部材の位置は、吸込み空
気圧により負荷されるアネロイド形圧力調整器に
よつて規定される。制御機構はこの場合液圧式追
従ピストンユニツトとして作動し、アネロイド形
圧力調整器は、調節偏心体を回転させるために必
要な調整部材運動距離に対応するか、またはドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第2532830号によれば、
立体カムを摺動させるために必要な制御運動距離
を生ぜしめなければならない。このため、一方で
は摩擦を伴う比較的大きな調整運動距離が必要に
なり、この結果これに応じて大きなアネロイド形
圧力調整器セツトも必要となる。その上、液圧媒
体の供給および液圧媒体により負荷される構成部
分をシールするために比較的多くの費用がかか
る。

アネロイド形圧力調整器により直接負荷される
調整部材を備えかつ制御媒体無しに働く別の公知
の制御装置は、やはり作業能力がきわめて小さす
ぎ、かつ必要な調整運動距離を得るのが困難であ
る。これに対して、別の公知の制御装置の場合、
過給気圧により直接負荷されるダイヤフラム調整
部材は成程比較的大きな作業能力を有している
が、しかし該ダイヤフラム調整部材は過給気圧と
外気圧との間の差圧によつてしか作動せず、とり
わけ高度差の著しい地域における機関の運転時に
も不都合な媒煙発生を回避するのに必要な絶対圧
信号を与えることが全く不可能である。

公知の制御装置の調整部材は、制御特性曲線を
吸込み空気の変化する絶対圧に応じて適合せしめ
るため、調節棒に係合しているか、あるいは全負
荷ストツパとして、燃料調量装置の吐出量調整部
材のその都度許容された全負荷位置を制限してい
る。

公知の制御装置が有している欠点を排除するた
めに本発明によれば、(イ)制御圧媒体として圧力空
気が用いられており、(ロ)制御機構が、制御空気圧
を、吸込み空気圧に比例する制御空気圧に換算す
る空圧変換器から成つており、(ハ)空圧変換器が、
アネロイド形圧力調整器を有しかつ吸込み空気圧
によつて負荷される第１の圧力室の他に、制御空
気圧によつて負荷される第２の圧力室を有してお
り、この第２の圧力室が、制御空気圧により負荷
されかつ外気圧に抗して働く、やはり操作部材と
結合している制御ダイヤフラムと、圧力空気の供
給に用いられる流入口と、流出口とを備えてお
り、(ニ)前記両方の開口部のうち少なくとも１つの
開口部の貫流横断面が、制御空気圧を決定するた
めに、弁部材によつて変化可能であり、(ホ)第２の
圧力室が、外気圧に抗して働く調整部材の、可動
の壁によつて制限された作業室と連通されてお
り、(ヘ)吸込み空気圧によつて操作されるアネロイ
ド形圧力調整器が、制御空気圧によつて負荷され
る制御ダイヤフラムとは逆向きに作用し、さら
に、両方のダイヤフラム部材が、操作部材および
弁部材の制御空気圧を制御する位置を規定するよ
うになつている。

本発明の制御装置によつて得られる利点は、制
御圧媒体として圧力空気を使用することにより、
シールに関する問題が全く生じない点にあり、空
圧変換器の構成に応じて、吸込み空気圧に比例す
る制御空気圧が、必要な作業能力を生ぜしめるた
めに相応して高い圧力レベルに変換され得る。そ
の上、調整部材として、過給気圧により直接操作
される従来のダイヤフラム調整部材を使用するこ
とができる。さらに、空圧変換器がアネロイド形
圧力調整器を有しかつ吸込み空気圧により負荷さ
れる第１の圧力室の他に、制御空気圧により負荷
される第２の圧力室を有しており、この第２の圧
力室が、制御空気圧により負荷されかつ外気圧に
抗して働く制御ダイヤフラムと、圧力空気の供給
に用いられる流入口と、流出口とを有しており、
さらに、前記２つの開口部のうち少なくとも１つ
の開口部の貫流横断面が、制御空気圧を決定する
ため、弁部材により変化可能であり、しかも第２
の圧力室が、外気圧に抗して働く調整部材の、可
動の壁によつて制限された作業室と連通されてい
ると、周辺空気圧もしくは外気圧に抗して働く調
整部材の使用にも拘わらず、多くの費用をかける
ことなしに、吸込み空気圧に比例した、燃料調量
装置の吐出量調整部材の調整範囲または全負荷位
置の正確な調整を制御することができる。２つの
アネロイド形圧力調整器が使用されており、制御
ダイヤフラムが第２のアネロイド形圧力調整器の
壁から成つており、該アネロイド形圧力調整器の
内室が開口部を介して外気圧により負荷されてお
り、かつ第２の圧力室の内部で前記アネロイド形
圧力調整器の回りを、制御空気圧よりも低い圧力
空気が流過するようになつていると、空圧変換器
のきわめて簡単な構成が得られ、かつ選択すべき
圧力変換が、他の構成部分を変えることなしに、
アネロイド形圧力調整器寸法を選ぶことにより規
定可能であり、これによつて調整部材をそのまま
で作業能力を大きくしたり、あるいは同じ作業能
力で調整部材を小さくすることができる。

本発明の有利な構成によれば、弁部材の操作運
動距離をきわめて小さくし、かつ制御空気圧のき
わめて正確な制御を行なうことができる。滑り案
内と操作部材との間の間隙が流出口を形成し、前
記操作部材が制御面を備えており、該制御面が滑
り案内と共に、操作部材の行程につれて変化する
流出口の流出横断面を制御することによつて、制
御空気圧の制御時に流出する空気量が、吸気管と
連通された第１の圧力室内に達し、この結果制御
空気が機関室内に俳気されることが回避される
か、もしくは付加的な流出導管を用いる必要がな
くなる。弁部材をその両操作方向に負荷する弁ば
ねが設けられており、該弁ばねのプレロードが、
有効制御空気圧範囲を移動させるための調節部材
によつて可変であり、さらに、両アネロイド形圧
力調整器の少なくとも一方の取付け位置が、有効
制御空気圧範囲を移動させるため、外部から接近
可能な調節部材によつて調節可能であることによ
り、簡単な形式で有効制御空気圧範囲を所望の圧
力範囲へ移動することができる。さらに、調整部
材としてダイヤフラム調整部材が使用可能であ
り、該ダイヤフラム調整部材の可動の壁として、
外気圧に対向しかつ戻しばねに抗して働く調整ダ
イヤフラムを有している場合には、公知のダイヤ
フラム調整部材を使用することが可能である。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図に示した実施例は、本発明による制御装
置の基本機能を説明するために役立ち、前記制御
装置は、特に過給式車両用デイーゼル機関のため
の過給圧に関連した調整装置として用いられる。
機関の図示されていない吸気管と接続された過給
気導管１０には、空圧測定器の形式で働きかつ制
御機構として役立つ空圧変換器１２の第１の圧力
室１１が接続されており、導管１３ｃにより互い
に連通された２つの部分室１３ａおよび１３ｂか
ら成る前記空圧変換器１２の第２の圧力室１３に
は、制御空気導管１４が接続されている。制御空
気導管１４を通り、弁部材１５により制御される
流入口１６によつて、制御圧媒体として役立つ圧
力空気が、有利には空圧制御装置から部分室１３
ａ内に供給され、該部分室１３ａから前記圧力空
気の一部が、流出絞り部として構成された流出口
１７を経て常時流出する。

第１の圧力室１１内には、アネロイド形圧力調
整器１８が配置されており、アネロイド形圧力調
整器は、過給気導管１０を経て供給された吸込み
空気圧P_Lにより負荷されていて、一方では空圧
変換器１２のケーシング１９に、かつ他方では弁
部材１５を備えた操作部材２１にそれぞれ固定さ
れている。操作部材２１はさらに、第２の圧力室
１３の一方の部分室１３ｂを制限する制御ダイヤ
フラム２２と結合されており、該制御ダイヤフラ
ムは、２つの部分室１３ａと１３ｂとの間に配置
された第３の圧力室２３から、開口部２４を通つ
て該圧力室２３内に達した外気圧P_Aによつて負
荷されている。第２の圧力室１３は、部分室１３
ｂから導管２５を介して、調整ダイヤフラム２６
によつて制限されたダイヤフラム調整部材２８の
作業室２７と連通されている。可動の壁として、
作業室２７に供給された制御空気圧Pstにより負
荷される調整ダイヤフラム２６は、戻しばね２９
の力に抗して調整ロツド３１を操作し、該調整ロ
ツドは連接点３１ａを介して公知の形式で、図示
されていない調速機の調節棒内に係合している
か、あるいは燃料調量装置の吐出量調整部材の位
置を制御するための旋回可能または摺動可能な全
負荷ストツパを操作する。

吸込み空気圧P_Lにより負荷されるアネロイド
形圧力調整器１８とは逆向きに、制御空気圧Pst
によつて負荷される制御ダイヤフラム２２が作用
し、これら両ダイヤフラム部材１８および２２
は、制御空気圧Pstを制御する操作部材２１ひい
ては弁部材１５の位置を規定する。圧力空気が固
定的に調節された流出絞り部１７を介して常時第
２の圧力室１３から流出している場合、アネロイ
ド形圧力調整器１８と制御ダイヤフラム２２とに
より操作部材２１に作用する操作力が均衡状態に
あると、圧力室１３内を支配する制御空気圧Pst
は、第１の圧力室１１内に過給気導管１０を通つ
て供給された吸込み空気の絶対圧に比例して制御
され、しかも同時に、弁部材１５により流入口１
６の流入横断面が、制御すべき制御空気圧Pstに
応じて調節される。第１の圧力室１１内の圧力が
上昇すると、前記流入横断面は増大し、かつ圧力
が低下すると減少する。制御空気圧Pstが直接吸
込み空気の絶対圧に比例し、かつ常に最も低い外
気圧を越える過圧であるので、調整部材として図
示のように、外気圧に抗して働く市販のダイヤフ
ラム調整部材２８が使用可能である。

第２図〜第５図に示す実施例において、第１図
と同じあるいは同じ作用を有する構成部分には同
一の符号を、かつ構成が異なる部分には符号にダ
ツシユを付してそれぞれ示す。

第２図に示す第２実施例では、空圧変換器１
２′とダイヤフラム調整部材２８′とを備えた実際
に用いられる制御装置の主な構成部分が図示され
ている。制御機構としての空圧変換器１２′の場
合、第２の圧力室１３′は唯１つの制御室から成
つていて、かつ符号２１′で示す操作部材用の滑
り案内３２を有する分離壁３３によつて、第１の
圧力室１１から分離されている。制御空気圧Pst
および外気圧P_Aにより負荷される制御ダイヤフ
ラム２２′は、図示の実施例の場合、第２のアネ
ロイド形圧力調整器３４の壁から成つており、該
アネロイド形圧力調整器の内室３５は、開口部３
６を介して空圧変換器１２′の外部から作用する
外気圧P_Aにより負荷されている。２つのアネロ
イド形圧力調整器１８および３４の間に、操作部
材２１′が固定されていて、かつ跳ね返り板形弁
３７の弁部材１５′として用いられる跳ね返り板
を支持している。前記弁部材１５′は、ノズルと
して形成されかつ制御空気導管１４を介して制御
空気圧P_S下にある圧力空気を供給される流入口１
６′の貫流横断面を制御し、これに対して流出口
１７′は、滑り案内３２と操作部材２１′との間の
直径差により形成される間隙から成つている。流
出口１７′は第２図の実施例の場合一定の絞り横
断面を有しており、制御空気圧Pstを制御するの
に必要な圧力変化は、流入口１６′における横断
面変化により制御される。

しかしながら制御空気圧Pstの圧力高さの制御
は、第３図〜第５図に示すように、流入横断面な
らびに流出横断面の制御によつて、あるいは絞り
部を備えた流入口の場合には流出横断面の制御に
よつてのみ行なうことも可能であり、これについ
て以下に説明する。

第３図に示す第３の実施例の場合、跳ね返り板
として形成された弁部材１５′は、流入口１６′に
おける貫流横断面ならびに、分離壁３３内に配置
されかつノズル状の流入口１６′に対向するやは
りノズル状の流出口３８の流出横断面を制御す
る。滑り案内３２の孔は、図示の実施例の場合、
専ら操作部材２１′を案内するために役立つ。こ
の場合、流入口１６′および流出口３８の貫流横
断面は、弁部材１５′により、流入横断面が拡大
されると流出横断面が縮小され、かつその反対が
行なわれるように制御される。

第４図に示す第４の実施例は、主として第２図
の第２実施例に対応しているが、しかしその機能
はむしろ第３図の第３実施例に似ている。なぜな
らば、この場合符号２１″で示された操作部材が
斜めの制御面３９を備えており、該制御面が滑り
案内３２と共に、操作部材２１″の行程につれて
変化する流出口１７″の流出横断面を制御するか
らである。したがつて図示の実施例の場合にも、
流入口１６′および流出口１７″は横断面制御に関
して対向して働き、この場合弁部材１５′が流入
口１６′の流入横断面を制御し、かつ操作部材２
１″の斜めの制御面３９が流出口１７″の流出横断
面を制御する。

第５図に示す第５実施例の場合、制御空気導管
１４を通つて圧力空気が供給される流入口は絞り
部として形成されていて、かつ符号１６″で示さ
れている。圧力室１３′内を支配している制御空
気圧Pstを制御するために、弁部材１５′によつ
て、第３図に示す実施例と同様にノズル状に形成
された流出口３８の流出横断面のみが制御され、
操作部材２１′は狭い遊びを以て摩擦なしに滑り
案内３２内を案内されている。

第２図〜第５図において、弁部材１５′として
の跳ね返り板はその閉鎖方向へ弁ばね４１により
負荷されており、該弁ばねのプレロードによつて
制御空気圧範囲の平行移動を行なうことができ、
これにより制御空気圧Pstを調整部材の作業圧に
適合させることが可能である。第２図に示すよう
に、前記弁ばね４１のプレロードは、有効制御空
気圧範囲を移動するための調節部材４２によつて
可変である。図面を簡単にするために、調節部材
４２は座金として図示されているが、他のとりわ
け無段調節可能な調節部材を用いることも勿論可
能である。

有効制御空気圧範囲を移動するため、および弁
部材１５′の位置を調節するために、２つのアネ
ロイド形圧力調整器１８および３４のうち少なく
とも一方の取付け位置が、調節部材により可変で
あることもできる。第２図に示した実施例におい
て、前記調節部材は外部から接近可能な加圧ねじ
４３から成つていて、該加圧ねじは同時にアネロ
イド形圧力調整器１８用のスラスト兼ラジアル軸
受けとして役立つ。

ダイヤフラム圧力調整器１８と３４との直径差
を適当に選択することにより、例えば面積比が
２：１の場合、第２図〜第５図に示された実施例
において、圧力室１１内に生じる圧力と、圧力室
１３′内に生じる圧力との圧力比はP_L：Pst＝
１：２となり、これによつて作業能力を相応して
高めることができる。さらに、弁ばね４１のプレ
ロードおよびアネロイド形圧力調整器１８および
３４の固有弾性により、全有効制御圧範囲は次の
ように決定される。つまり、とりわけ始動中の加
速時に機関の吸気管内に生ずる一時的な負圧もま
た、ダイヤフラム調整部材２８′が確実に作業す
るのに必要な制御空気圧Pstに確実に変換される
ように決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本機能を説明するための第
１実施例を示す略示図、第２図は実際に用いられ
る制御装置の主な構成を示す第２実施例の略示
図、第３図は第３実施例を示す空圧変換器の部分
断面図、第４図は跳ね返り板形弁の機能が前記実
施例とは異なる第４実施例の部分断面図、および
第５図は跳ね返り板形弁が第２図のものとは異な
る働きをする空圧変換器の第５実施例を示す図で
ある。 １０……過給気導管、１１，１３，１３′，２
３……圧力室、１２，１２′……空圧変換器、１
３ａ，１３ｂ……部分室、１３ｃ，２５……導
管、１４……制御空気導管、１５，１５′……弁
部材、１６，１６′，１６″……流入口、１７，１
７′，１７″，３８……流出口、１８，３４……ア
ネロイド形圧力調整器、１９……ケーシング、２
１，２１′，２１″……操作部材、２２，２２′…
…制御ダイヤフラム、２４，３６……開口部、２
６……調整ダイヤフラム、２７……作業室、２
８，２８′……ダイヤフラム調整部材、２９……
戻しばね、３１……調整ロツド、３２……滑り案
内、３３……分離壁、３５……内室、３９……制
御面、４１……弁ばね、４２……調節部材、４３
……加圧ねじ、P_A……外気圧、P_L……吸込み空
気圧、P_S……制御空気圧、Pst……制御空気圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料調量装置における吐出量調整部材の調整
   範囲または全負荷位置を変える調整部材が、機関
   の吸気管内の吸込み空気の絶対圧に関連して制御
   されかつ制御圧媒体により摺動移動可能な壁を有
   しており、さらに、前記制御圧媒体を制御するた
   めの弁部材の位置を、吸込み空気圧により負荷さ
   れるアネロイド形圧力調整器によつて規定する制
   御機構が設けられており、前記アネロイド形圧力
   調整器が操作部材によつて弁部材と結合されてい
   る形式の内燃機関用の制御装置において、 (イ) 制御圧媒体として圧力空気が用いられてお
   り、 (ロ) 制御機構が、制御空気圧Psを、吸込み空気
   圧P_Lに比例する制御空気圧Pstに換算する空圧
   変換器１２，１２′から成つており、 (ハ) 空圧変換器１２，１２′が、アネロイド形圧
   力調整器１８を有しかつ吸込み空気圧P_Lによ
   つて負荷される第１の圧力室１１の他に、制御
   空気圧Pstによつて負荷される第２の圧力室１
   ３，１３′を有しており、この第２の圧力室が、
   制御空気圧Pstにより負荷されかつ外気圧P_Aに
   抗して働く、やはり操作部材２１，２１′と結
   合している制御ダイヤフラム２２と、圧力空気
   の供給に用いられる流入口１６，１６′，１
   ６″と、流出口１７，１７′，１７″，３８とを
   備えており、 (ニ) 前記両方の開口部のうち少なくとも１つの開
   口部１６，１６′，１７″，３８の貫流横断面
   が、制御空気圧Pstを決定するために、弁部材
   １５，１５′によつて変化可能であり、 (ホ) 第２の圧力室１３，１３′が、外気圧P_Aに抗
   して働く調整部材２８，２８′の、可動の壁２
   ６によつて制限された作業室２７と連通されて
   おり、 (ヘ) 吸込み空気圧P_Lによつて操作されるアネロ
   イド形圧力調整器１８が、制御空気圧Pstによ
   つて負荷される制御ダイヤフラム２２，２２′
   とは逆向きに作用し、さらに、両方のダイヤフ
   ラム部材が、操作部材２１，２１′および弁部
   材１５，１５′の制御空気圧Pstを制御する位置
   を規定するようになつている、ことを特徴とす
   る内燃機関用の制御装置。 ２ 前記制御ダイヤフラムが第２のアネロイド形
   圧力調整器３４の壁２２′から成つており、該ア
   ネロイド形圧力調整器の内室３５が開口部３６を
   介して外気圧P_Aにより負荷されており、かつ第
   ２の圧力室１３′の内部で前記アネロイド形圧力
   調整器の回りを、制御空気圧Pstよりも低い圧力
   空気が流過するようになつている特許請求の範囲
   第１項記載の制御装置。 ３ 前記操作部材２１′が２つのアネロイド形圧
   力調整器１８，３４の間に固定されていて、かつ
   跳ね返り板形弁３７の弁部材として役立つ跳ね返
   り板１５′を支持している特許請求の範囲第２項
   記載の制御装置。 ４ 前記流入口１６，１６′が、弁部材１５，１
   ５′により制御される可変の流入横断面を有して
   おり、流出口１７，１７′，１７″，３８が流出絞
   り部として形成されている特許請求の範囲第２項
   又は第３項記載の制御装置。 ５ 両方の圧力室１１および１３′が互いに隣接
   していて、かつ操作部材２１′用の滑り案内３２
   を有する分離壁３３によつて分離されている特許
   請求の範囲第２項から第４項までのいずれか１項
   記載の制御装置。 ６ 前記滑り案内３２と操作部材２１′との間の
   間隙が流出口１７′を形成している特許請求の範
   囲第５項記載の制御装置。 ７ 前記操作部材２１″が制御面３９を備えてお
   り、該制御面が滑り案内３２と共に、操作部材２
   １″の行程につれて変化する流出口１７″の流出横
   断面を制御している特許請求の範囲第６項記載の
   制御装置。 ８ 流入口１６′および流出口１７″，３８の貫流
   横断面が交互に弁部材１５′によつて、流入横断
   面が増大すると流出横断面が減少し、かつその逆
   に流入横断面が減少すると流出横断面が増大する
   ように、制御可能である特許請求の範囲第２項か
   ら第５項までのいずれか１項記載の制御装置。 ９ 前記弁部材１５′をその両操作方向に負荷す
   る弁ばね４１が設けられており、該弁ばねのプレ
   ロードが、有効制御空気圧範囲を移動させるため
   の調節部材４２によつて可変である特許請求の範
   囲第１項から第８項までのいずれか１項記載の制
   御装置。 １０ 両アネロイド形圧力調整器の少なくとも一
   方１８，３４の取付け位置が、有効制御空気圧範
   囲を移動させるため、外部から接近可能な調節部
   材４３によつて調節可能である特許請求の範囲第
   ２項又は第３項記載の制御装置。 １１ 過給式車両用デイーゼルエンジンのための
   過給圧に関連した調整装置として形成されてお
   り、調整部材としてダイヤフラム調整部材２８，
   ２８′が使用可能であり、該ダイヤフラム調整部
   材が、可動の壁として外気圧P_Aに対向してかつ
   戻しばね２９に抗して働く調整ダイヤフラム２６
   を有している特許請求の範囲第１項から第１０項
   までのいずれか１項記載の制御装置。