KR0149856B1 - 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤 엔진 - Google Patents

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KR0149856B1
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다쯔유끼 나까무라
신지 사사끼
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미노 시게가즈
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Abstract

디이젤엔진의 실린더블록(3)의 횡측부에, 연료분사펌프유니트(43)의 펌프하우징(44)이 실린더블록(3)과 일체로 형성된다.
실린더블록(3) 및 펌프하우징(44)의 앞부분에 타이밍전동케이스(49)가 고정된다.
메카니컬 가버너(47)의 가버너웨이트(140)와 그 가버너웨이트(140)의 원심력의 전달부재(141)가, 펌프하우징(44)내에서 연료분사캠축(46)에 지지된다.
가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)이, 펌프하우징(44)내에서, 타이밍전동케이스(49)내로는 침입하지 않는 상태로 설치된다.

Description

메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진
제1도로부터 제9도는 본 발명의 일실시예를 표시하는 것으로서,
제1도는 디이젤엔진의 사시도.
제2도는 엔진의 정면도이며, 엔진본체에서 라디에이터팬 및 타이밍전동케이스를 떼어낸 상태를 표시하는 도면.
제3도는 엔진의 우측면도.
제4도는 제1도의 Ⅳ-Ⅳ화살표시선 단면도.
제5도는 제1도의 Ⅴ-Ⅴ화살표시선 단면도.
제6도는 제1도의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표시선 단면도.
제7도는 제6도의 평면에서 본 부분단면도.
제8도는 제6도의 Ⅷ-Ⅷ선 화살표시선 단면도.
제9도는 제6도의 모식도.
제10도는 제1종래예를 표시하며, 제6도에 상당하는 도면.
제11도는 제2종래예를 표시하며, 제6도에 상당하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 실린더블록 8 : 실린더헤드
13 : 크랭크축 15 : 실린더
43 : 연료분사펌프유니트 44 : 펌프하우징
45 : 연료분사펌프 46 : 연료분사캠축
47 : 메카니컬 가버너 49 : 타이밍전동케이스
50 : 타이밍전동장치 58 : 라디에이터 팬
59 : 냉각용 순환펌프 62 : 벨트전동장치
63 : 출력풀리 64 : 입력풀리
65 : 발전기 66 : 벨트텐션장치
67 : 텐션풀리 68 : 전동벨트
87 : 펌프시트 88 : 펌프동체부
115 : 가버너레버 129 : 가버너스프링
140 : 가버너웨이트 147 : 연료제한구
151 : 윤활오일용필터 156 : 윤활오일용드레인
157 : 윤활오일용 레벨검출장치
본 발명은, 메카니컬 가버너(mechanical governor, 機械式調速機)를 설치한 디이젤엔진에 관하여, 초소형의 디이젤엔진을 제공하는 기술이다.
메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진에는, 예컨대 제10도 또는 제11도에 표시하듯이, 기본적인 구조가 다음과 같이 되어있는 것이었다.
또한, 도면중의 화살표(F)와 화살표(B)는, 각각 엔진의 전측과 후측을 표시하고 있다.
즉, 실린더블록(203),(403)의 횡측부에, 연료분사 펌프유니트(243),(443)의 펌프하우징(244),(444)을, 실린더블록(203),(403)과 일체로 형성한다.
펌프하우징(244),(444)내에 연료분사펌프(245),(445)와 연료분사캠축(246),(446)을 설치한다.
실린더블록(203),(403) 및 펌프하우징(244),(444)의 앞부분에 타이밍전동케이스(249),(449)를 고정한다.
타이밍전동케이스(249),(449)내에서 크랭크축에 타이밍 전동장치(250),(450)를 개재하여 연료분사캠축(246),(446)을 연동연결한다.
연료분사펌프(245),(445)의 콘트롤랙의 랙핀(299),(499)으로 메카니컬 가버너(247),(447)의 가버너레버(315),(515)를 개재하여 가버너스프링(329),(529) 및 가버너웨이트(340),(540)을 연휴(連携)시킨다.
상기한 기본구조에 있어서, 메카니컬 가버너의 구조는, 종래에 일본국 실공소63-14031호 공보(이하, 제1종래예라고 칭함)나, 일본국 특공소55-51086호 공보(이하, 제2종래예라고 칭함)에 명시된 것이 있다.
[제1종래예]
이것은, 제10도에 표시하듯이 가버너웨이트(40)와 원심력의 전달부재인 가버너슬리이브(341)를, 연료분사 캠축(246)의 아랫쪽웨이트 구동축(349)에 지지시켜, 연료분사 캠축 입력기어(253)에 웨이트구동축 입력기어(350)를 연동연결시켜, 가버너레버(315)의 전단부를 타이밍전동케이스(249)내로 침입시킨 것이다.
상기한 제1종래예에서는, 다음의 (1)항 내지 (3)항의 문제가 있다.
(1) 엔진의 구조가 복잡하다.
가버너웨이트(340)를 구동하기 위하여, 웨이트구동축(349)과 웨이트구동축 입력기어(350)와 베어링(376),(377)이 필요하므로, 엔진의 구조가 복잡하다.
이 때문에, 엔진은 제조코스트가 높은 데다가 유지관리에도 힘이든다.
(2) 엔진의 전후방향의 길이가 크다.
가버너레버(315)의 전단부와 캠축 입력기어(253)의 주변부와의 간섭을 피하기 위하여, 입력기어(253)를 앞쪽 떨어진 위치에 설치할 필요가 있으므로, 타이밍 전동케이스(249)가 앞쪽으로 돌출되고, 그 부분만큼 엔진의 전장이 길어진다.
(3) 엔진의 내구성이 낮다.
캠축 입력기어(253)를 앞쪽의 떨어진 위치에 설치한 부분 만큼, 펌프하우징(244)의 전방 벽에 설치한 베어링(291)과 기어(253)와의 거리가 길어진다.
이 때문에, 기어(253)로부터 베어링(291) 및 연료분사 캠축(246)에 작용하는 굽힘모멘트가 커진다.
그 결과, 캠축(246) 및 베어링(291)이 마모되기 쉬워, 엔진의 내구성이 낮아진다.
[제2종래예]
이것은, 제11도에 표시하듯이, 가버너웨이트(540)와 원심력의 전달부재인 가버너슬리이브(541)를 연료분사캠축(446)에 지지시키고 있다.
또, 가버너웨이트(540)와 가버너슬리이브(541)가 연료분사 캠축 입력기어(453)의 후방위치에 설치되고 가버너레버와 가버너스프링(529)의 대부분이 타이밍전동케이스(449)내에 배치되어 있다.
제2종래예는, 전기한 제1종래예의 웨이트구동축(349) 등이 생략되므로, 전기한 문제점(1)을 해결하여 엔진의 구조를 간소하게 할 수 있는 점에서는 뛰어나다.
그러나, 본 제2종래예에서는, 캠축 입력기어(453)가 펌프하우징(444)의 앞벽으로부터 크게 떨어져 있으므로, 베어링(491)과 기어(453)와의 거리가 더욱 커진다.
이 때문에 전기한 제1종래예의 (2) 및 (3)항의 문제가 현저한 폐해로 되어 나타나게 된다.
본 발명의 목적은, 상기한 (1)에서 (3)항의 문제점을 전부해소하여, 엔진의 구조를 간이화할 것, 엔진의 전후방향의 길이를 단축하여 엔진을 소형화할 것, 엔진의 내구성을 향상시킬 것 등에 있다.
본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 전기한 기본구조에 다음과 같은 개량을 가하였다.
즉, 가버너웨이트(140)와 그 가버너웨이트의 원심력의 전달부재(141)를 펌프하우징(44)내에서 연료분사 캠축(46)에 지지시킨다.
또, 가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)을, 펌프하우징(44)내에서, 타이밍전동케이스(49)내로는 침입하는 일이 없는 상태로 설치한다.
본 발명은, 상기한 바와 같이 구성되는 것으로서 다음과 같은 장점이 얻어진다.
(1) 엔진의 구조가 간소화된다.
연료분사 캠축(46)을 웨이트구동축으로서 겸용함과 아울러, 연료분사 캠축입력륜(53)을 웨이트구동축 입력 바퀴로서 겸용함에 의하여, 제1종래예(제10도 참조)의 웨이트구동축(349)와 웨이트구동축 입력기어(350)와 웨이트구동축용 베어링(376),(377)을 생략할 수 있다.
이 때문에, 엔진의 구조가 간소하게 되고, 엔진은 제조코스트를 저감할 수 있는 데다가 유지관리도 용이하게 된다.
(2) 엔진의 전후방향의 길이를 단축할 수 있다.
가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)과 연료분사 캠축입력륜(53)의 주변부와의 간섭을 없애고, 입력륜(53)을 펌프하우징(44)의 앞벽에 접근시킬 수가 있다.
이것에 의하여, 타이밍전동케이스(49)의 전부방향의 두께치수가 작아지고, 그 부분만큼, 엔진의 전장을 단축하여, 엔진을 소형으로 제조하게 된다.
(3) 엔진의 내구성이 향상된다.
연료분사 캠축입력륜(53)을 펌프하우징(44)의 앞벽에 접근시키게 되므로, 연료분사캠축(46)의 앞쪽베어링(91)과 입력륜(53)과의 거리를 단축할 수 있다.
이것에 의하여 입력륜(53)에서 캠축(46) 및 베어링(91)에 작용하는 굽힘모멘트가 작게 된다.
그 결과, 캠축(46) 및 베어링(91)의 마모가 억제되고, 엔진의 내구성이 향상된다.
이하, 본 발명의 일실시예를 제1도에서 제9도로 설명한다.
본 실시예의 엔진은, 초소형인 디이젤엔진을 제공하는 것을 목적으로 시작품을 만들게 된 것으로, 종형액 냉식으로 오버헤드 캠 샤프트식으로 구성되며, 150cc의 연소실을 2개설치하여 총배기량이 300cc로 되어 있다.
또한, 이 디이젤엔진의 출력은, 4500rpm에서 9마력으로 설정하고 있다.
우선, 제1도로부터 제5도에서, 디이젤엔진의 전체구조를 설명한다.
각 도면에 있어서, 엔진의 앞쪽과 뒷쪽을 화살표 F와 B로 표시하고, 엔진의 좌측과 우측을 화살표 L과 R로 표시하고 있다.
엔진본체(2)의 실린더블록(3)은, 실린더부분(4)과 상부크랭크케이스(5)를 상하에 일체로 형성하여 이루어진다.
실린더블록(3)의 하부에, 하부크랭크케이스(6)와 오일팬(7)이 차례로 고정된다.
실린더블록(3)의 상부에, 실린더헤드(8)와 헤드커버(9)가 차례로 고정된다.
헤드커버(9)의 중앙부에서 상향으로 브리이저실(10)이 돌설된다.
상기한 엔진본체(2)는, 하부크랭크케이스(6)의 좌우양측면에 각각 설치한 4개소의 나사구멍(11)(제1도 참조)을 통하여, 엔진발전기등의 엔진작업기에 부착된다.
주로 제4도와 제5도에 표시하듯이, 크랭크축(13)은, 상부크랭크케이스(5)와 하부크랭크케이스(6)와의 전후방향으로 연장되도록 배치되어, 복수의 베어링(14)으로 지지된다.
실린더부분(4)내의 2개의 실린더(15)에 각각 피스톤(16)이 삽입되고, 각 피스톤(16)의 피스톤핀(17)이 콘 롯트(18)로 크랭크축(13)에 연결된다.
각 피스톤(16)의 상측에 연소실(19)이 형성되고, 각 실린더(15) 주위에 실린더 자켓(20)이 형성된다.
실린더헤드(8)에는 흡기포오트(23),(23)와 배기포오트(24),(24)에 흡기밸브(25),(25)와 배기밸브(26),(26)가 장착되고, 부연소실(27)에 연료분사노즐(28)과 글로우플러그(29)가 장착되며, 포오트(23),(24)의 주위에 헤드자켓(30)이 형성된다.
2개의 연료분사노즐(28),(28)은, 실린더헤드(8)의 우벽부분에 전후방향의 중심선에 대하여 대칭으로 부착된다(제1도와 제3도 참조).
파워밸브캠축(33)은, 실린더헤드(8)와 헤드커버(9)와의 사이에, 전후방향으로 연장되도록 지지된다.
실린더헤드(8)내 및 헤드커버(9)내를 비산하는 윤활오일은, 캠축(33)의 상측에 배치한 간막이판(partition plate)(34)에 의하여, 브리이저실(10)내로 유입되는 것이 방지된다.
엔진의 흡기는, 실린더헤드(8)의 뒷쪽에 설치한 에어크리너(36)로부터, 헤드커버(9)의 우상측에 전후방향으로 연장되도록 설치한 서어지 탱크(37)와, 브리이저실(10)의 전후양쪽에 배치한 흡기파이프(38),(38)를 차례로 거쳐, 흡기포오트(23),(23)로 도입된다.
서어지탱크(37)는, 공명식 흡기소음기로서 기능하도록 구성되어 있다.
또, 브리이저 실(10)은, 브리이저 파이프(39)를 통하여 서어지탱크(27)에 연통되어 있다.
또, 엔진의 배기는, 각 배기포오트(24)로부터, 배기 매니폴트(manifold)(40)(제4도 참조)와, 엔진본체(2)의 좌우측에 배치된 배기머플러(41)(제1도 참조)를 차례로 통과하여, 외부로 배출된다.
연료분사 펌프유니트(43)는, 실린더블록(3)의 우횡측에서 실린더부분(4)과 일체로 형성된 펌프하우징(44)을 보유하고 있다.
이 펌프하우징(44)내에, 연료분사펌프(45)와 연료분사캠축(46) 및 메카니칼 가버너(47)가 장착된다.
연료분사펌프(45)는, 실린더블록(3)의 전후방향의 대략 중앙부에 배치된다.
이것에 의하여, 펌프(45)내의 각 펌프 엘리먼트(비도시)와 각 연료분사노즐(28)을 연결하는 2개의 분사파이프(48),(48)는, 짧은 배관 길이로 대칭으로 배관된다.
또, 연료분사캠축(46)은, 펌프(45)의 하측공간에, 전후방향으로 연장되도록 배치된다.
실린더블록(3) 및 펌프하우징(44)의 앞부분에 타이밍전동케이스(49)가 고정된다.
이 케이스(49)내에, 치(齒)가 부착된 벨트전동식 타이밍전동장치(50)가 설치된다.
즉, 크랭크축(13)과 파워밸브 캠축(33) 및 연료분사 캠축(46)의 각 전단부에, 각각, 타이밍용 출력풀리(51)와 파워밸브용 입력풀리(52) 및 연료분사캠축 입력풀리(입력륜)(53)가 고정된다.
이들 풀리(51),(52),(53)에 걸쳐서 치(齒)가 부착된 벨트(54)가 감긴다.
또한, 출력풀리(51)와 파워밸브용 입력풀리(52)와의 사이에는 텐션풀리(55)가 배치되어 있다.
상기한 구성의 엔진본체(2)의 앞쪽공간에 라디에이터(57)가 배치된다(제1도중의 2점 쇄선도).
라디에이터팬(58)은, 실린더블록(3)의 좌상부에 고정된 엔진냉각액순환펌프(59)의 펌프축(60)(제2도 참조) 전단부에 연결되어 있다.
또, 상기한 팬(58) 및 펌프(59)등의 엔진 부속기기를 구동하기 위하여, 타이밍전동케이스(49)의 전외측공간에, 벨트 전동장치(62)가 설치된다.
즉, 타이밍용 출력풀리(51)의 앞쪽위치에서 크랭크축(13)의 전단부에, 엔진 부속기기구동용 출력풀리(63)가 고정되며, 라디에이터팬(58)의 뒷쪽부분에 팬 입력풀리(64)가 고정되고, 타이밍전동케이스(49)의 우상측위치에 배치한 발전기(dynamo)(65)에 벨트텐션장치(66)의 텐션풀리(67)가 고정된다.
이들 풀리(63),(64),(67)에 V벨트제의 전동벨트(68)가 감겨진다.
벨트텐션장치(66)는, 실린더헤드(8) 우횡측 또는 연료분사펌프(45) 상측공간의 앞근처부분에 설치되고, 제2도에 표시하듯이 구성된다.
발전기용 베이스판(70)의 하부가 하볼트(71)를 개재하여 엔진본체(2)에 요동자재하게 지지된다.
또, 엔진본체(2)의 상부에 브래킷(72)이 고정되고, 브래킷(72)의 안내홈(73)으로 삽입된 상 볼트(74)로 베이스판(70)의 상부가 좌우방향으로 요동조절자재하게 고정된다.
순환펌프(59)가 구동됨에 의하여, 엔진 냉각액은 다음과 같이 순환한다.
주로 제2도에 표시하듯이, 엔진냉각액은, 라디에이터(57) 하부로부터, 순환펌프(59)의 입구노즐(76), 실린더자켓(20), 헤드자켓(30)을 차례로 통과하여, 실린더헤드(8)의 좌상부의 출구노즐(77)로부터 라디에이터(57)상부로 복귀된다.
이 라디에이터(57)내를 하향으로 흐르는 사이에 팬(58)으로 공냉된다.
또한, 크랭크축(13)의 후단 출력부에는 플라이휘일(79)이 고정된다.
스타아터(80) 및 스타아터 모우터(81)는, 엔진본체(2)의 좌후부에 고정되고, 스타아터(80)의 후단의 출력 피니온이 플라이휘일(79)의 링기어(82)에 계합 가능하게 되어 있다.
다음에, 전기한 연료분사 펌프(45)와 연료분사캠축(46)과 메카니컬 가버너(47)의 구체적인 구조를, 제6도로부터 제8도로 설명한다.
연료분사펌프(45)의 펌프와 맞붙은 구멍(86)과 펌프시트(87)가 펌프하우징(44)의 상벽(85)에 형성된다.
펌프시트(87)의 상면은, 실린더블록(3) 상면의 실린더헤드 수납면(3a)과 대략 동일한 높이로 형성된다.
연료분사펌프(45)는, 플랜지가 부착된 모양으로 구성되고, 동체부(88)와 부착용 플랜지부(89)를 밑에서 차례로 설치하여 이루어진다.
동체부(88)가 펌프와 맞붙은 구멍(86)으로부터 펌프하우징(44)안으로 위에서 삽입됨과 아울러, 부착용 플랜지부(89)가 펌프시트(87)의 상면의 위치에 당접되고 하우징 상벽(85)에 복수의 볼트(90)로 고정되어 있다.
연료분사캠축(46)은, 전후의 베어링(91),(92)을 개재하여 펌프하우징(44)에 회전자재하게 지지되어 있다.
캠축(46)의 전단부에 전기한 연료분사캠축 입력풀리(53)가 고정되고, 캠축(46)의 후단부에 윤활오일펌프(93)(제1도 참조)의 펌프축(94)이 연결된다.
펌프하우징(44)의 앞부분에는, 입력풀리(53) 및 치(齒)부착 벨트(54)를 덮도록, 전기한 타이밍전동케이스(49)가 고정되어 있다.
펌프하우징(44)의 후부에는, 오일펌프(93)를 덮어 씌우도록, 펌프케이싱(95)이 고정된다.
캠축(46)의 뒷쪽 가까운부분에 2개의 연료분사캠(96),(96)이 설치되며, 각 캠(96)에서 각 태핏(cam follower)(97)를 개재하여 연료분사펌프(45)의 각 펌프 엘리먼트(비도시)가 구동된다.
상기한 연료분사펌프(45)의 연료조정장치의 랙핀(99)에 메카니컬 가버너(47)가 연휴되어서, 엔진부하가 변동하여도 엔진회전수를 설정치로 유지하도록 펌프(45)의 분사량이 제어된다.
제6도중의 화살표 ℓ은 연료감량측을 표시하고, 화살표 r은 연료증량측을 표시하고 있다.
상기한 메카니컬 가버너(47)에 대하여, 동상의 제6도로부터 제8도에 더하여 제9도의 모식도를 참조하면서 설명한다.
펌프하우징(44)의 우벽에 거버너 조립구멍(101)이 형성되고, 조립공(101)이 커버판(102)으로 피복된다.
커버판(102)의 후부를 관통하는 한쪽의 핀(103)의 외측단에 속도콘트롤레버(104)(제3도와 제4도 참조)가 고정되며, 핀(103)의 내측단에 콘트롤용 스위블 부재(105)가 고정된다.
또, 커버판(102)의 앞부분을 관통하는 다른쪽 핀(107)의 외측단에 스톱레버(108)(제3도와 제4도 참조)가 고정되고, 그 핀(107)의 내측단에 스톱용 스위블 부재(109)가 고정된다.
펌프하우징(44)의 좌우양벽에 가버너 피보팅핀(111)이 좌우의 베어링(112),(113)으로 지지된다.
피보팅핀(111)에 지지되는 가버너레버(115)는, 스프링레버(116)와 랙레버(117)로 이루어진다.
스프링레버(116)는, 그 하단부가 피보팅핀(111)의 우측 가까운부분에 요동자재하게 지지된다.
랙레버(117)는, 연료분사캠축(46)의 좌우양쪽에서 피보팅핀(111)으로 지지되는 요동판(119),(120)과, 이들 양쪽판(119),(120) 사이에 설치한 연결판(121)과, 우측의 요동판(120)에서 상향 돌출시킨 레버부분(122)으로 이루어진다.
레버부분(122)의 상단과 연료조정장치의 랙핀(99)이 조작링크(124)로 연결된다.
조작링크(124)의 전단이 핀(125)으로 레버부분(122) 상단에 연결되고, 조작링크(124)의 장공홈(126)이 랙핀(99)에 전후방향으로 유동자재하게 감합된다.
스프링레버(116) 상단과 콘트로울용 스위블부재(105) 상단과의 사이에 장착되는 가버너스프링(129)은, 저속회전용 스프링(130)과 고속회전용 스프링(131)으로 이루어진다.
고속회전용 스프링(131)의 전단은 스프링레버(116)의 장공홈(133)에 삽입된다.
또, 스프링레버(116)의 상단에, 토오크스프링(135)(제9도 참조)의 스프링케이스(136)가 고정된다.
가버너스프링(129)의 탄압력은, 스프링레버(116)로부터, 스프링케이스(136)내의 토오크 스프링(135) 및 압압핀(137)을 개재하여, 랙레버(117)를 연료증량측(r)에 요동구동하도록 되어 있다.
연료분사캠축(46)의 앞쪽 가까운 부분에는, 브래킷(139)을 통하여 복수의 가버너웨이트(140)가 지지됨과 아울러, 원심력전달부재인 가버너 슬리이브(141)가 전후이동자재하게 감합된다.
가버너웨이트(140)의 원심력은, 가바너 슬리이브(141)를 개재하여 각 요동판(119),(120)의 각 로울러(143),(144)에 전달되고, 랙레버(117)를 연료감량측(ℓ)으로 요동구동하도록 되어 있다.
그리고, 가버너스프링(129)의 탄압력과 가버너웨이트(140)의 원심력과의 균형에 의하여, 조작링크(124)를 개재하여 랙핀(99)이 전후방향으로 제어작동되어서, 엔진 회전수를 속도 콘트롤레버(104)의 설정치로 유지하는 것이다.
상기한 랙핀(99)은 스타아트스프링(145)으로 연료증량측(r)에 탄압된다.
더우기, 펌프하우징(44)의 상벽(85)에, 볼트로 이루어진 연료제한구(147)가 상하방향으로 관통되어서, 진퇴조절자재로 유밀형상(油密形狀)으로 지지된다.
연료제한구(147)는, 스프링레버(116)를 전부하(全負荷)위치(D)(제9도 참조)로 받아들이도록 되어 있다.
상기한 구성의 메카니컬 가버너(47)의 작동을 제9도에서 설명한다.
도시한 바와 같이, 속도 콘트롤레버(104)를 고속회전 위치에 설정한 경우에는, 저속회전용 스프링(130)의 탄압력(M)과 고속전용스프링(131) 탄압력(N)의 합력과, 가버너 웨이트 원심력(W)과의 균형에 의하여, 랙핀(99)이 0/4 부하위치(A)와 4/4 부하위치(전부하 위치) D와의 사이의 연료제어영역내에서 제어조작된다.
이것에 의하여, 엔진은 부하가 변동하여도 설정한 고속회전수로 유지된다.
상기한 고속회전상태의 엔진에 과부하가 작용했을 경우에는, 가버너 웨이트 원심력(W)이 급속으로 감소하여, 스프링 탄압력(M) 또는 탄압력(M),(N)의 합력에 의하여 스프링레버(116)가 연료증량측(r)으로 요동구동된다.
그러나, 랙핀(99)이 연료증량측(r)으로 이동되어 4/4부하위치(D)로 되었을때에, 스프링레버(116)가 연료제한구(147)에서 수납되어 멈춰 그 이상의 요동이 지지되므로, 스프링 탄압력 M 또는 N가 랙레버(117)에는 전달되지 않게 된다.
이것에 의하여, 랙레버(117)는 토오크스프링(135)만큼의 탄압력으로 연료증량측(r)으로 요동구동되어서, 고속회전시의 엔진에 점성을 강하게 확보시킨다.
상기한 토오크스프링(135)의 역할을 더욱 상세하게 설명하면, 그 스프링 정수는 전기한 양쪽 가버너 스프링(130),(131)의 각 스프링 정수 보다도 작은 값으로 설정되어 있다.
이것에 의하여, 엔진에 과부하가 작용했을 경우에 있어서, 랙핀(99)이 4/4 부하위치(D)를 초과하기 전 보다도 초과한 후의 과부하위치(E)에 도달할 때까지의 사이에, 가버너 웨이트(140)의 원심력(W)의 변화량에 대한 랙핀(99)의 연료증량측(r)으로의 이동속도를 느리게 할 수 있다.
이 때문에, 과부하가 작용했을 때에 엔진의 회전수를 느슨하게 저하시켜서, 엔진스토올에 이르기까지의 과도기간을 길게 유지할 수 있다.
그 결과, 엔진스토올 회피조작의 시간적 이유를 확보할 수 있는 것이다.
한편, 속도레버(104)를 저속회전 위치로 설정한 경우에는, 고속회전용 스프링(131)의 전단이 스프링레버(116)의 장공홈(133)에 따라 앞쪽으로 유동하고 그 탄압력(N)이 스프링레버(116)에 작용하지 않게 된다.
그리고, 저속회전용 스프링(130) 만큼의 약한 탄압력(M)과 가버너 웨이트 원심력(W)과의 균형에 의하여, 랙핀(99)이 상기한 연료제어영역내에서 제어조작되어서, 엔진회전수가 설정한 저속회전수로 유지된다.
또한, 엔진시동시에는, 속도콘트롤(104)을 제9도 상에서 우단위치로 조작한다.
그랬더니, 스프링레버(116)가 연료제한구(147)로 받아들여지게됨과 아울러, 랙레버(117)가 스타아트스프링(145)의 탄압력으로 연료증량측(r)으로 요동되어서, 랙핀(99)이 이동위치로 이동된다.
또, 엔진정지시에는 스톱레버(108)를 제9도 상에서 좌측으로 요동조작한다.
이것에 의하여, 랙핀(99)이 조작링크(124)의 장공홈(126)에 따라 정지위치(P)로 이동된다.
이 엔진의 정지조작시에 있어서, 스톱레버(108)는, 거버너스프링(130),(131)의 탄압력(M),(N)의 저항을 받지 않고, 스타아트스프링(145)의 탄압력에 대항할 만큼에서 끝낸다.
그 결과, 엔진의 정지조작을 신속하게 실시한다.
한편, 제1도에서 제4도에 표시하듯이, 실린더헤드(8) 우횡측 또한 연료분사펌프(45) 상측의 공간 뒷쪽 가까운 부분에, 윤활오일용필터(151)가 설치된다.
더우기, 펌프하우징(44)의 하측위치에, 윤활오일의 레벨검출장치(157)가 설치됨과 아울러, 엔진냉각액의 드레인장치(158)가 설치된다.
윤활오일의 보급장치(155)는, 실린더블록(3)의 상부에, 보급용 노즐(160)과 보급용 캡(161)을 설치하여 이루어진다.
윤활오일의 드레인장치(156)는, 오일팬(7)의 하부에 드레인용 노즐(163)과 플러그(164)를 설치하여 이루어진다.
윤활오일의 레벨검출장치(157)는, 하부의 크랭크케이스(6) 상부에, 게이지 삽입용 노즐(166)과 레벨게이지(167)를 설치하여 이루어진다.
엔진냉각액의 드레인장치(158)는, 펌프하우징(44)의 하부에 드레인용 노즐(169)과 플러그(170)를 설치하여 이루어진다.
이 드레인용 노즐(169)은, 펌프하우징(44)의 아랫쪽 가까운부분은 관통하여 실린더재킷(20)의 하부에 연통하는 드레인공(171)(제4도와 제6도 참조)의 하단에 형성되어 있다.
본 실시예에 의하면, 가버너웨이트(140)와 가버너슬리이브(141)를 펌프하우징(44)내에서 연료분사캠축(46)에 지지시켜, 가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)을 타이밍전동케이스(49)내에는 침입하지 않는 상태로 배치하였으므로, 다음 (1)에서 (3)항의 장점이 얻어진다.
(1) 연료분사캠축(46)을 웨이트 구동축으로 겸용함과 아울러, 연료분사캠축 입력륜인 입력풀리(53)를 웨이트 구동축 입력차로서 겸용함에 의하여, 제1종래예(제10도 참조)의 웨이트 구동축(349)와 웨이트 구동축 입력기어(350)와 웨이트축용 베어링(376),(377)을 생략할 수 있다.
이 때문에, 엔진의 구조가 간소화된다.
(2) 가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)과, 연료분사캠축 입력풀리(53)의 주변부와의 간섭을 없애고, 그 입력풀리(53)를 펌프하우징(44)이 앞벽에 접근시킬 수가 있다.
이것에 의하여, 타이밍전동케이스(49)의 전후방향의 두께가 작게 되고, 그 부분만큼, 엔진의 전장을 단축할 수 있어, 엔진을 소형으로 만들게 된다.
(3) 상기한 입력풀리(53)를 펌프하우징(44)의 앞벽에 접근시키게 되므로, 연료분사캠축(46)의 앞쪽베어링(91)과 입력풀리(53)와의 거리를 단축할 수 있다.
이 때문에, 입력풀리(53)에서 캠축(46) 및 베어링(91)에 작용하는 굽힘모멘트가 작게 된다.
그 결과, 캠축(46) 및 베어링(91)의 마모가 억제되고, 엔진의 내구성이 향상된다.
또, 연료분사펌프(45)를 실린더블록(3)의 전후방향의 대략 중앙부에 배치함에 의하여, 다음 (4)항의 장점이 얻어진다.
(4) 연료분사펌프(45)의 분사파이프(48),(48)를 짧은 배관길이로 대상에 배치할 수 있으므로(제1도 및 제3도 참조), 연료분사노즐(28)에서 연료의 분사압력이 높아짐과 아울러 분사지연이 억제된다.
그 결과, 엔진(1)의 성능이 향상된다.
더우기, 펌프시트(87)의 상면을 실린더블록(3)의 실린더헤드 수납면(3a)과 대략 동일한 높이로 형성하여, 플랜지 모양의 연료분사펌프(45)를 펌프하우징(44)의 상벽(85)에 상측에서 조립부착한 것에 의하여, 다음 (5) 및 (6)항의 장점이 얻어진다.
(5) 연료분사펌프(45)를 연료분사노즐(28)에 접근시켜 분사파이프(48)의 배관 길이를 단축시킬 수 있으므로, 엔진의 성능이 더욱 향상된다.
(6) 연료분사펌프(45)가 실린더블록(3)의 윗쪽 가까운 부분에 배치되므로 해서, 펌프하우징(44)의 하측에 큰 공간을 확보할 수 있고, 그 공간을 유지보수 공간으로서 이용할 수 있다. 타이밍전동장치(50)를 벨트 전동식으로 구성한 것에 의하여, 다음 (7)항의 장점이 얻어진다.
(7) 크랭크축(13)과 연료분사캠축(46)과의 축간치수 정밀도를 낮출수 있어, 엔진의 제작코스트를 저감할 수 있다.
그런데, 제1종래예나 제2종래예에 있어서의 타이밍전동장치(250),(450)는, 기어식으로부터 벨트식으로 개량하는 경우에는, 제10도중의 2점쇄선도 또는 제11도중의 2점쇄선도에 표시하듯이 구성할 필요가 있다.
즉, 타이밍벨트의 단위면적당 부하를 경감시키기 위하여, 연료분사캠축 입력풀리(653),(853)를 기어(253),(453)보다도 대경으로 만들 필요가 있다.
또, 타이밍벨트(654),(854)가 오일의 침투에 의하여 강도저하되는 것을 방지하기 위하여, 메카니컬 가버너(247),(447)와 타이밍전동장치(250),(450)와의 사이를 봉하여 막을 필요가 있다.
제11도중의 2점쇄선도에서 표시하는 제1시안예(試案例)는, 대경의 연료분사캠축 입력풀리(853)와 가버너(447)와의 간섭을 회피하게 함과 아울러, 가버너(447) 주위의 윤활오일이 타이밍벨트(854)로 비산하는 것을 방지하기 위하여, 펌프하우징(444)과 타이밍전동케이스(649)와의 사이에 가버너 케이스(514)를 남겨서, 가버너레버(515)와 가버너스프링(529) 및 가버너웨이트(540)를 가버너케이스(514)내에 설치하지 않으면 안된다.
이 경우, 연료제한구(547)는 타이밍전동케이스(649)에 피복된다.
이 제1시안예에서는 다음의 문제가 발생한다.
펌프하우징(444)의 앞쪽에 가버너케이스(514)와 타이밍전동케이스(649)가 배치되므로, 엔진의 전장이 길게 된다.
또, 펌프하우징(444)에 가버너케이스(514)와 타이밍전동케이스(649)를 2중으로 설치할 필요가 있으므로, 제조코스트가 높게 된다.
더우기, 연료제한구(547)는, 타이밍전동케이스(649)를 떼어내지 않으면 조정할 수 없으므로, 그 조정작업이 힘이 든다.
한편, 제10도중의 2점쇄선도로 표시하는 제2시안예도 상기한 제1시안예와 마찬가지로, 연료분사캠축 입력풀리(653)는, 타이밍전동케이스(249)내에 배치된 연료제한구(347)와의 간섭을 피하기 위하여, 연료제한구(347)의 앞쪽공간에 배치할 필요가 있다.
이 때문에, 제2시안예에서는 다음의 문제가 발생한다.
연료분사캠축 입력풀리(653) 및 타이밍벨트(654)를 연료제한구(347)에서 떨어진 위치에 설치할 필요가 있으므로, 타이밍전동케이스(249)의 두께치수가 커지고, 엔진의 전장이 길게 된다.
또, 가버너레버(315)에서 타이밍전동케이스(249)로의 오일침입을 방지하기 위하여, 타이밍전동케이스(249)내에 간막이벽(327)을 설치할 필요가 있으므로, 엔진은 제조코스트가 높아짐과 아울러 유지보수에도 힘이 든다.
이들 제1시안예와 제2시안예에 대하여, 본 실시예는, 다음 (8)에서 (11)항까지의 장점이 얻어진다.
(8) 실린더블록(3) 및 펌프하우징(44)의 앞쪽에는 타이밍전동케이스(49)가 배치될 뿐으로, 제11도중의 가버너케이스(514)를 생략할 수 있으므로, 그 부분만큼 엔진의 전후방향의 길이를 단축할 수 있는 데다가, 제작코스트를 저감할 수 있다.
(9) 타이밍전동케이스(49)내에 연료제한구(147)를 배치하지 않고 마무리할 수 있어, 그 부분만큼 케이스(49)의 두께치수를 작게할 수 있으며, 엔진의 전후방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있다.
(10) 가버너레버(115)를 전부하 위치(D)에 받아 저지시키는 연료제한구(147)를, 타이밍전동케이스(49) 밖에서 펌프하우징(44)으로 저지시켰으므로, 연료제한구(147)는, 타이밍전동 케이스(49)를 떼어내지 않고 조정할 수 있어, 그 고정작업이 용이하다.
(11) 펌프하우징(44)의 앞벽에 연료제한구(147)를 관통시키지 않고 마무리하므로, 펌프하우징(44) 내의 비산 오일이 타이밍전동케이스(49)에 침입하는 것을 방지하는데 대하여, 그 오일을 봉하여 막는 구조가 간단히 끝난다.
이 때문에, 엔진은 제작코스트를 더욱 저감할 수 있다.
또, 펌프하우징(44)의 하측위치에 윤활오일용 레벨검출장치(157)와 윤활오일용 드레인장치(156)을 설치하였으므로, 다음 (12)항의 장점이 얻어진다.
(12) 연료분사펌프(45)의 유지보수와 윤활오일량의 확인과 윤활오일의 교환이 엔진의 횡일측에서 일괄적으로 실시되므로, 엔진의 유지보수가 용이하게 된다.
더우기, 실린더헤드(8) 횡축, 또한 연료분사펌프(45) 상부쪽공간의 앞쪽 가까운 부분에, 엔진부속기기 구동용 벨트전동장치(62)의 벨트텐션장치(66)를 설치하고, 같은 공간의 뒷쪽 가까운 부분에 윤활오일용필터(151)를 설치하였으므로, 다음 (13)에서 (16)항의 장점이 얻어진다.
(13) 펌프하우징(44)과 벨트텐션장치(66) 및 필터(151)가 엔진본체(2)의 횡일측에 한데모여 배치되며 엔진본체(1)의 횡타측에는 돌출하지 않으므로, 엔진본체(2)의 횡폭을 단축할 수 있고, 엔진을 더욱 소형으로 만들게 된다.
(14) 연료분사펌프(45)와 벨트텐션장치(66) 및 필터(151)의 유지보수를 엔진의 횡일측에서 일괄하여 실시할 수 있어, 엔진(1)의 유지보수가 더욱 용이하게 된다.
(15) 필터(151)가 엔진본체(2)의 비교적 높은 위치에 설치되므로, 장해물이 없는 엔진 상측공간에서 필터에 쉽게 출입할 수 있고, 필터의 교환작업이 쉽게 된다.
(16) 상기한 바와 같이 필터(151)가 높은 위치에 배치되므로, 엔진(1)을 하부크랭크케이스(6)의 복수의 나사공(11)을 개재하여 엔진발전기등의 엔진작업기계에 적재할 때 필터(151)가 작업방해로 되지 않고, 설치작업이 용이하다.
더우기, 상기한 벨트텐션장치(66)의 텐션풀리(67)에 발전기(65)를 연결하였으므로, 발전기(65)를 구동하는 구조가 간소하게 끝난다.
또, 라디에이터팬(58)과 엔진냉각액 순환펌프(59)와 텐션풀리(67)에 걸쳐 전동벨트(68)를 감았으므로, 팬(58) 등의 엔진부속기기를 구동하는 구조도 간소하게 끝난다.
따라서 엔진은 제작코스트를 저감할 수 있음과 더불어 유지보수도 용이하다.
또한, 상기한 실시예는 다음의 (a)에서 (e)항과 같이 변경할 수가 있다.
(a) 디이젤엔진은, 액냉식 대신 공냉식이라도 좋고, 단기동 또는 3기통이상의 엔진이라도 좋다.
또한, 짝수(偶數)기통의 경우에는, 분사파이프(48)를 짧은 배관길이로 대칭되도록 배치하는 것이 용이하다.
(b) 상부크랭크케이스와 하부크랭크케이스를 일체로 구성하고, 이 일체형 크랭크케이스를 실린더블록과는 별개체로 제조할 수 있다.
(c) 펌프하우징, 필터, 각 드레인장치, 오일레벨검출장치 등은, 엔진본체의 좌횡측에 설치하는 것이라도 무방하다.
(d) 가버너레버나 가버너스프링은 1본식(本式)의 것이라도 무방하다.
(e) 메카니컬가버너의 원심력의 전달부재는, 슬리이브형상 대신에, 중실봉(中實棒)으로 구성하는 것도 가능하다.
이 경우, 중실봉제의 전달부재는, 연료분사캠축에, 지지구를 개재하여 지지하게 된다.

Claims (10)

  1. 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진은, 실린더블록(3)의 횡측부에, 연료분사펌프유니트(43)의 펌프하우징(44)을, 실린더블록(3)과 일체로 형성하고, 펌프하우징(44)내에 연료분사펌프(45)와 연료분사캠축(46)을 설치하여, 실린더블록(3) 및 펌프하우징(44)의 앞부분에, 타이밍전동케이스(49)를 고정하고, 타이밍전동케이스(49)내에서 크랭크축(13)에 타이밍전동장치(50)를 개재하여 연료분사캠축(46)을 연동연결하고, 연료분사펌프(45)의 연료조정장치에 메카니컬가버너(mechanical governor)(47)의 가버너레버(115)를 개재하여 가버너스프링(129) 및 가버너웨이트(140)를 연휴(連携)시켜서 구성한 것에 있어서, 가버너웨이트(140)와 가버너웨이트(140)의 원심력의 전달부재(141)를 펌프하우징(44)내에서 연료분사캠축(46)에 지지시켜, 가버너레버(115) 및 가버너스프링(129)을 펌프하우징(44)내에서, 타이밍전동케이스(49)내에는 침입하지 않는 상태로 설치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  2. 제1항에 있어서, 연료분사펌프(45)를 실린더블록(3)의 전후방향의 대략 중앙부에 배치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 펌프하우징(44)의 상벽(85)에 펌프조립구멍(86)과 펌프시트(87)를 형성하고, 펌프시트(87)의 상면을 실린더블록(3)의 실린더헤드 수납면(3a)과 대략 동일한 높이로 형성하며, 연료분사펌프(45)는 플랜지부착 형상으로 구성하여 이루어지고, 펌프(45)의 동체부(88)를 펌프조립구멍(86)에서 펌프하우징(44)내로 삽입함과 아울러, 펌프(45)의 부착용 플랜지부(89)를 펌프시트(87)의 상면에 위에서 당접시켜 고정한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실린더블록내(3)에 짝수개(偶數個)의 실린더(15)를 설치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  5. 제4항에 있어서, 실린더(15)를 2개 설치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  6. 제3항에 있어서, 타이밍전동장치(50)는 벨트전동식으로 구성되고, 가버너레버(115)를 연료제한구(147)로 전부하위치(D)에 받아들여서, 연료제한구(147)를 타이밍전동케이스(49)밖에서 펌프하우징(44)으로 관통시켜서 진퇴조절 가능하게 지지시킨 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 펌프하우징(44)의 하측위치에 윤활오일용 레벨검출장치(157)와 윤활오일용 드레인장치(156)를 설치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타이밍전동케이스(49)의 전외측공간에 엔진부속기기 구동용 벨트전동장치(62)를 설치하고, 그 벨트전동장치(62)를 크랭크축(13)의 전단부에 연동연결하고, 실린더헤드(8)횡측, 또한 연료분사펌프(45) 상측공간의 앞쪽 가까운 부분에 벨트텐션장치(66)를 설치하고, 실린더헤드(8) 횡측 또는 연료분사펌프(45) 상측공간의 뒷쪽 가까운 부분에 윤활오일용 필터(151)를 설치한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  9. 제8항에 있어서, 벨트텐션장치(66)의 텐션풀리(67)에 발전기(65)를 연결한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
  10. 제9항에 있어서, 엔진은 액냉식으로 구성하여 이루어지며, 라디에이터팬(58)과 엔진냉각액순환펌프(59)를 실린더블록(3)의 전외측공간에, 전후방향으로 병행하여 배치하며, 엔진부속기기 구동용 벨트전동장치(62)는, 크랭크축(13)의 전단부에 고정된 출력풀리(63)와, 라디에이터팬(58) 및 순환펌프(59)에 고정된 입력풀리(64)와, 텐션풀리(67) 등에 걸쳐서, 전동벨트(68)를 감아 걸어서 구성한 것을 특징으로 하는 메카니컬 가버너가 부착된 디이젤엔진.
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