KR101087388B1

KR101087388B1 - 디젤 엔진의 역회전 방지 기구

Info

Publication number: KR101087388B1
Application number: KR1020067008314A
Authority: KR
Inventors: 카쯔유키 시오타; 야스히로 카나즈; 사토시 하토리
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2011-11-25
Also published as: WO2005040597A1; CN100434691C; TW200514917A; US7441531B2; EP1691066A1; TWI331187B; JP2005133581A; US20070272199A1; CN1875183A; JP4124717B2; DE602004029706D1; EP1691066B1; EP1691066A4; KR20060113680A

Abstract

디젤 엔진에 있어서, 시동시에 발생할 가능성이 있는 역회전을 방지한다. 크랭크 축(5)으로부터 동력 전달 수단을 통해 캠축(13)을 구동하고, 캠축(13) 상에 연료 분사 펌프(12)와 흡입 밸브와 배기 밸브를 구동하는 캠(14·21·22)을 마련한 구성에 있어서, 연료 분사 펌프용 캠(14)의 최대 지름 부분(52)으로부터 회전 방향 후측에 최소 지름 부분(51)보다 큰 지름의 중간 부분(53)을 소정 각도 R3으로 형성하였다.

Description

디젤 엔진의 역회전 방지 기구{REVERSE ROTATION PREVENTING MECHANISM FOR DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 엔진에서의 역회전 방지 기구에 관한 것이다.

종래부터, 디젤 엔진의 시동시에는 역회전이 발생하는 일이 있었다. 예를 들면, 단기통이고 수시동(手始動)인 디젤 엔진에 있어서, 디컴프레션(decompression) 상태에서 연료를 분사하면서 플라이 휠을 돌리고 회전 기동 후에 디컴프레이션을 해제했을 때에, 디컴프레이션시에 분사한 대량의 연료가 압력·온도의 상승과 함께 기화·활성화하여, 피스톤이 상사점(上死點)에 도달하기 전에 발화를 개시하여 플라이 휠의 관성력을 가지고 있어도 상사점을 넘지 못하고 되돌려져 역회전이 발생한다.

이와 같이 역회전하면, 흡기계와 배기계가 반대의 작용으로 되어 머플러로부터 공기를 흡입하고 에어 크리너로부터 배기 가스를 배기하게 되기 때문에, 배기에 의해 흡기계 부재가 오손하는 문제가 있었다. 따라서, 역회전을 방지하기 위한 역회전 방지 기구가 흡입 밸브 또는 배기 밸브를 개폐하는 캠축에 마련되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1에 개시되는 기술에서는, 캠축에 장착되는 디컴프레이션 부재를 스프링에 의해 배기 캠 또는 흡기 캠에 압접(壓接)하여 마찰적으로 동반 회전 가능하게 구성하여 역회전 방지 기구를 구성하고 있지만, 흡기 캠이나 배기 캠 이외의 스프링이나 디컴프레이션 부재 등을 필요로 하기 때문에 부품수가 많아져 비용이 늘어나는 문제가 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허공개 평6-146938호 공보

〈발명이 해결하려고 하는 과제〉

해결하려고 하는 과제는 연료 분사 펌프용 캠의 캠 형상을 변경함으로써 역회전 방지 기구를 구성하여, 디젤 엔진에 있어서 시동시에 발생할 가능성이 있는 역회전을 방지하는 것이다.

〈과제를 해결하기 위한 수단〉

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 크랭크 축에 의해 동력 전달 수단을 통해 캠축을 구동하고, 캠축 상에 연료 분사 펌프와 흡입 밸브와 배기 밸브를 각각 구동하는 캠을 마련한 구성에 있어서, 상기 연료 분사 펌프용 캠의 최대 지름 부분으로부터 회전 방향 후측에 최소 지름 부분보다 큰 지름의 중간 부분을 소정 각도로 형성한 것이다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 상기 중간 부분의 높이를 캠 구동에 의한 연료 분사 펌프가 시동시에 분사를 종료할 때의 플런저의 높이와 대략 동일한 높이로 구성한 것이다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 상기 중간 부분의 높이를 커넥팅 로드 선단의 회동 궤적과 간섭하지 않는 높이로 한 것이다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 상기 중간 부분으로부터 소경부로 변화하는 위치를 흡입 밸브가 열리기 시작하는 위치 근방에 형성한 것이다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 상기 최대 지름 부분으로부터 지름을 서서히 작게 하여 중간 부분으로 변화하는 위치를 배기 밸브가 열리기 시작하는 위치 근방에 형성한 것이다.

〈발명의 효과〉

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구에 있어서는, 크랭크 축에 의해 동력 전달 수단을 통해 캠축을 구동하고, 캠축 상에 연료 분사 펌프와 흡입 밸브와 배기 밸브를 각각 구동하는 캠을 마련한 구성에 있어서, 상기 연료 분사 펌프용 캠의 최대 지름 부분으로부터 회전 방향 후측에 최소 지름 부분보다 큰 지름의 중간 부분을 소정 각도로 형성한 것으로부터, 중간 부분을 형성함으로써 시동시에 가령 크랭크 축이 역회전하여도 실린더 내에 분사되는 연료의 분사량이 적어 연소가 발생하지 않기 때문에 역회전이 속행되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구에 있어서는, 상기 중간 부분의 높이를 캠 구동에 의한 연료 분사 펌프가 시동시에 분사를 종료할 때의 플런저의 높이와 대략 동일한 높이로 구성함으로써 시동시에 역회전하여도 연료 분사 펌프로부터 실린더 내로 연료를 거의 보내지 않기 때문에 연소하지 않는다. 따라서, 역회전을 방지할 수 있다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구에 있어서는 상기 중간 부분의 높이를 커넥팅 로드 선단의 회동 궤적과 간섭하지 않는 높이로 함으로써 크랭크 축과 캠축을 가능한 한 접근시켜 배치할 수 있으므로 엔진을 컴팩트하게 구성할 수 있다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구에 있어서는 상기 중간 부분으로부터 소경부로 변화하는 위치를 흡입 밸브가 열리기 시작하는 위치 근방에 형성함으로써, 역회전시에는 상기 최소 지름 부분으로부터 중간 부분으로 변화하는 위치에서 연료의 분사가 종료한 후에도 흡입 밸브가 열린 상태로 되므로, 더욱 연료를 실린더 내로 흡인할 수 없게 되어 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 역회전의 계속을 저지할 수 있어 시동시에서의 엔진의 역회전을 방지할 수 있다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구에 있어서는, 상기 최대 지름 부분으로부터 지름을 서서히 작게 하여 중간 부분으로 변화하는 위치를 배기 밸브가 열리기 시작하는 위치 근방에 형성함으로써, 역회전시에는, 가령 실린더 내에 연료 분사 펌프로부터 연료가 공급되어도 배기 밸브가 열려 배기가 행해진 후에 피스톤으로 압축하게 되기 때문에 연소가 거의 발생하지 않는다. 그리고, 연료 분사 펌프에 있어서 플런저가 더욱 상승하여도 연료의 압송은 종료되어 있어, 연료가 실린더 내로 공급되지 않아 연소가 발생하지 않는다. 따라서, 엔진의 역회전을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 정면 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 하부의 측면 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 엔진 상부의 측면 단면도.

도 4는 연료 분사 펌프의 단면도.

도 5는 연료 분사 펌프용 캠의 형상을 도시하는 측면도.

도 6은 연료 분사 펌프용 캠의 프로필을 나타내는 도면.

〈부호의 설명〉

5 크랭크 축

12 연료 분사 펌프

13 캠축

14 연료 분사 펌프용 캠

21 흡기 캠

22 배기 캠

51 최소 지름 부분

52 최대 지름 부분

53 중간 부분

본 발명에 따른 엔진의 전체 구성에 대해 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 엔진(1)의 본체는 상부의 실린더 블록(2)과 하부의 크랭크 케이스(3)로 구성되어 있고, 실린더 블록(2)의 중앙에 실린더(2a)를 상하 방향으로 형성하여, 실린더(2a)에 피스톤(4)이 수납되어 있다. 그리고, 실린 더 블록(2) 상에 실린더 헤드(7)를 배치하고, 실린더 헤드(7) 상에 보닛 커버(8)를 배치하여, 로커 아암(27·28), 흡입 밸브(31)와 배기 밸브(32)의 상단부, 푸시로드(25·26)의 상단부 등을 내장하는 로커 아암실(8a)을 형성하고 있다. 엔진(1) 상부의 보닛 커버(8)의 일측(도 1에서의 좌측)에는 머플러(9)를 배치하고, 타측(도 1에서의 우측)에는 연료 탱크(10)를 배치하고 있다.

상기 크랭크 케이스(3)에는 크랭크 축(5)을 도 1에서의 전후 방향으로 축지하고 있어, 크랭크 축(5)과 피스톤(4)을 커넥팅 로드(6)에 의해 연결하고 있다. 또한, 크랭크 케이스(3) 내에는 밸런스 웨이트나 거버너 장치(11) 등을 배치하고, 거버너 장치(11)의 상방에 연료 분사 펌프(12)나 캠축(13) 등을 배치하고 있다. 캠축(13)은 크랭크 축(5)과 평행으로 크랭크 케이스(3)에 축지하고 있고, 그 일단에 캠 기어(17)를 고정하고 있다. 캠 기어(17)는 크랭크 축(5)의 일단에 고정된 기어(18)와 치합하여, 기어(18)와 캠 기어(17)를 통해 크랭크 축(5)으로부터 캠축(13)에 구동력을 전달 가능하게 하고 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 캠축(13)의 중간부에는 흡기 캠(21)과 배기 캠(22)을 소정 간격으로 마련함과 함께, 흡기 캠(21)과 배기 캠(22) 사이에 연료 분사 펌프용 캠(14)을 마련하고 있다. 흡기 캠(21)과 배기 캠(22)에는 태핏(23·24)을 각각 맞닿게 하여, 각 태핏(23·24)에 흡기 푸시로드(25)·배기 푸시로드(26)의 하단을 연결하고 있다. 그리고, 흡기 푸시로드(25)·배기 푸시로드(26)의 상단을 실린더 블록(2)과 실린더 헤드(7)에 상하 방향으로 개구된 로드홀을 지나 보닛 커버(8) 내의 로커 아암실(8a)까지 연장하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 흡기 푸시로드(25)와 배기 푸시로드(26)의 상단은 흡입 로커 아암(27)·배기 로커 아암(28)의 일측 하단에 각각 맞닿고, 흡입 로커 아암(27)·배기 로커 아암(28)의 타측의 하단에 각각 흡입 밸브(31)와 배기 밸브(32)의 상단을 맞닿게 하고 있다.

상기 흡입 밸브(31)(배기 밸브(32))는 하단부의 밸브 헤드(31a(32a))와 동부(胴部)의 밸브 로드(31b(32b))로 이루어지고 상기 피스톤(4)의 상방에 배치되어 있다. 밸브 헤드(31a(32a))는 실린더 헤드(7) 하면에 형성된 밸브 시트에 대해 착좌(着座)·이간(離間) 가능하게 배치되어, 실린더 헤드(7)에 형성한 흡기 포트(7a)(배기 포트(7b))와 실린더 블록(2)에 형성한 실린더(2a)의 연소실을 연통·차단하는 것을 가능하게 하고 있다. 흡기 포트(7a)는 실린더 헤드(7)의 일측면(후면)에 마련된 에어 클리너(20)와 연통되고 배기 포트(7b)는 배기 매니폴드(29)를 통해 머플러(9)와 연통되고 있다.

상기 밸브 로드(31b(32b))는 실린더 헤드(7)를 상방으로 관통하여 보닛 커버(8)측에 슬라이드 가능하게 돌출되어 그 상단을 로커 아암(27(28))에 맞닿게 하고 있다. 그리고, 로커 아암실(8a) 내에 있어서, 밸브 로드(31b(32b))에 스프링(33(33))을 외측 삽입하고 스프링(33)에 의해 밸브 헤드(31a(32a))를 상방으로 슬라이드하도록 바이어스하여 흡입 밸브(31)(배기 밸브(32))가 닫히도록 구성하고 있다.

따라서, 크랭크 축(5)이 회동함으로써 기어(18) 및 캠 기어(17)를 통해 캠축(13)이 회동하고, 캠축(13)의 회전에 의해 흡기 캠(21)·배기 캠(22)이 태핏(23 ·24)을 승강시킨다. 그리고, 태핏(23·24)의 승강에 의해, 태핏(23·24)에 연결된 푸시로드(25·26), 로커 아암(27·28)을 통해 흡입 밸브(31) 및 배기 밸브(32)가 상하로 슬라이드하여 개폐되게 된다. 즉, 흡입 밸브(31)·배기 밸브(32)의 개폐가 캠축(13)의 흡기 캠(21)·배기 캠(22)의 회전에 연동하여 행해지게 되어 있다.

또한, 상기 흡입 밸브(31)와 배기 밸브(32) 사이에는 연료 분사 노즐(15)을 배치하고 있다. 연료 분사 노즐(15)은 그 선단(토출부)이 실린더(2a)의 중심 상방에 위치하도록 실린더 헤드(7)를 관통하여 하방으로 돌출되어, 실린더(2a) 내에 연료 분사 펌프(12)에 의해 공급된 연료를 분사할 수 있게 되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 연료 분사 펌프(12)는 크랭크 케이스(3) 내에 배치한 거버너 장치(11)의 상방에 캠축(13)과 함께 배치되어 있다. 연료 분사 펌프(12)에 있어서는, 태핏(41)에 축지된 롤러(42)가 캠축(13)의 흡기 캠(21)과 배기 캠(22) 사이에 마련된 연료 분사 펌프용 캠(14)에 맞닿아, 연료 분사 펌프용 캠(14)의 회전에 의해 롤러(42)·태핏(41)을 통해 플런저(43)를 왕복 슬라이드하여, 연료 탱크(10)의 연료를 흡입부(44)로부터 플런저 바렐(plunger barrel)(45) 내에 흡입하도록 하고 있다. 그리고, 연료 분사 펌프용 캠(14)이 더 회전함으로써 롤러(42)가 상승하고, 롤러(42)·태핏(41)을 통해 플런저(43)가 상승함으로써 플런저 바렐(45) 내의 연료가 압축되어, 출구 밸브(48)가 열려 토출부(46)로부터 고압관(47)을 통해 상기 연료 분사 노즐(15)에 소정의 타이밍으로 소정량의 연료가 공급되도록 되어 있다.

한편, 연료 분사 노즐(15)에 의한 연료 분사량은 연료 분사 펌프(12)의 컨트 롤 레버(16)를 거버너 장치(11)에 의해 회동하여 플런저(43)의 행정을 변경함으로써 조절 가능해지고 있다.

다음으로, 상기 캠축(13)에 마련되는 연료 분사 펌프용 캠(14)에 대해, 도 4, 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다.

연료 분사 펌프용 캠(14)의 캠 형상은 피스톤(4)의 왕복 및 크랭크 축(5)의 회전 각도에 맞추어 반경이 상이하도록 구성되어 있다. 즉, 연료 분사 펌프용 캠(14)은 회전 방향에 따라 차례로 최소 지름 부분으로부터 최대 지름 부분에 이르르고, 또한, 최소 지름 부분보다 큰 지름의 중간 부분을 소정 각도로 형성하여, 그 회전 방향 후측에 최소 지름 부분을 형성하고 있다.

회전 방향에 따라 구체적으로 설명하면, 우선 연료 분사 펌프(12)의 플런저(43)가 가장 신장된 위치(비압축 위치)에 있어서, 연료 분사 펌프용 캠(14)의 최소 지름 부분으로 되는 베이스 원(50) 부분에 롤러(42)가 맞닿도록 하고 있다. 베이스 원(50) 상의 부분을 소정 각도 R1의 범위로 구성하여 최소 지름 부분(51)으로 하고 있다. 각도 R1의 범위는 도 6에 나타내는 바와 같이 흡입 밸브(31)가 다 열리고(최대 개방 위치로부터) 플런저(43)가 열리기 시작할 때까지의 범위이다.

그리고, 베이스 원(50)으로부터 반경이 커져 경사 부분(61)을 거쳐 반경 방향 외측으로 돌출된 소정 각도 R2의 범위를 최대 지름 부분(52)으로 하고 있고, 이 최대 지름 부분(52)은 플런저(43)가 가장 축소된(압축된) 위치가 된다.

그리고, 반경이 서서히 작아지는 경사 부분(62)을 거쳐, 최대 지름 부분(52)으로부터 회전 방향 후측에 최소 지름 부분(51)보다 큰 지름의 중간 부분(53)을 소 정 각도 R3의 범위로 형성하고 있다. 이 소정 각도 R3은 도 6에 나타내는 바와 같이, 최대 지름 부분(52)으로부터 지름을 서서히 작게 하여 중간 부분(53)으로 변화하는 위치를 배기 밸브(32)가 열리기 시작하는 위치 근방에 형성하고, 중간 부분(53)으로부터 최소 지름 부분(51)으로 변화하는 위치를 배기 밸브(32)가 거의 닫히는 위치로 하고 있다. 바꾸어 말하면, 소정 각도 R3은 거의 배기 밸브(32)가 열리기 시작한 다음 거의 다 닫힐 때까지의 사이의 범위로 하고 있다.

또한, 중간 부분(53)으로부터 최소 지름 부분(51)으로 변화하는 위치를 흡입 밸브(31)가 열리기 시작하는 부분 근방에 형성하고 있다. 즉, 중간 부분(53)으로부터 경사 부분(63)으로 변화하는 위치를 흡기 밸브(31)와 배기 밸브(32)가 오버랩하여 열려 있는 부분 근방에 배치하고 있다.

이와 같이 하여, 베이스 원(50) 상에 회전 방향의 순서로 최소 지름 부분(51), 최대 지름 부분(52), 중간 부분(53)을 형성하여 연료 분사 펌프용 캠(14)을 구성하고 있다.

상기 중간 부분(53)의 높이, 즉 반경은, 각 위상에 있어서 도 1에서의 커넥팅 로드(6)의 우단의 회동 궤적(6a)과 간섭하지 않는 높이로 하고 있다. 즉, 피스톤(4)이 하사점(下死點)(BDC)으로부터 상사점(上死點)(TDC)에 이를 때에, 커넥팅 로드(6)는 도 1에서 우측으로 치우지지만, 이때, 커넥팅 로드(6)의 측면이 연료 분사 펌프용 캠(14)에 당접하지 않도록 구성되어 있다. 그리고, 접근할 때의 간격, 즉 중간 부분(53)과 커넥팅 로드(6) 선단의 회동 궤적의 사이에 생기는 간극이 가능한 한 작아지도록 구성되어 있다.

이에 따라, 크랭크 축(5)의 회전에 의해 커넥팅 로드(6)가 회전하고, 기어(18)와 캠 기어(17)를 통해 캠축(13)에 구동력이 전달되어 연료 분사 펌프용 캠(14)이 회전할 때, 연료 분사 펌프용 캠(14)과 커넥팅 로드(6)가 간섭하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 크랭크 케이스(3) 내에 있어서 평행으로 축지되는 크랭크 축(5)과 캠축(13)을 가능한 한 접근시켜 배치할 수 있다. 따라서, 엔진(1)을 컴팩트하게 구성할 수 있다. 한편, 연료 분사 펌프용 캠(14)은 크랭크 축(5)이 2 회전하는 동안에 1 회전하도록 하고 있어, 다음 압축 공정에서 접근할 때에는, 연료 분사 펌프용 캠(14)은 최소 지름 부분(51)과 커넥팅 로드(6)가 대향하고 있어 간섭하지 않는다.

또한, 도 6에 나타내는 연료 분사 펌프용 캠(14)의 프로필(60)에 있어서, 연료 분사 펌프(12)의 롤러(42)에 캠(14)이 맞닿아, 플런저(43)의 리프트량이 최소로 되는 최소 지름 부분(51)으로부터 리프트량이 최대로 되는 최대 지름 부분(52)으로 변화하는 상기 경사 부분(61)은 도 6에 있어서 상승 리프트 기간(71)에 대략 상당한다. 상승 리프트 기간(71)의 도중에서 피스톤(4)이 상사점(TDC)에 이르러 연소가 발생한다. 한편, 흡입 밸브(31)는 닫혀 있으므로 연료 분사 펌프용 캠(14)에 의해 연료는 압축된 채로 되어 있다.

최대 지름 부분(52)으로부터 지름을 서서히 작게 하여 중간 부분(53)으로 변화하는 경사 부분(62)은 도 6에 있어서 제1 하강 리프트 기간(72)에 대략 상당한다. 그리고, 중간 부분(53)에서의 플런저(43)의 상승 리프트량은 시동시에 연료 분사 펌프(12)가 분사를 종료할 때의 플런저(43)의 상승 리프트량과 대략 동일하게 되도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 중간 부분(53)의 베이스 원(50)으로부터의 높이를 연료 분사 펌프(12)가 시동시에 분사를 종료할 때의 캠(14)의 회전에 의한 플런저(43)의 위치와 대략 같게 구성하고 있다.

즉, 도 4에 도시하는 바와 같이, 플런저(43)의 상부(태핏(41)과 반대측) 외주에는 리드(나선상의 노치)(43a)가 형성되어 플런저 바렐(45) 내와 연통되어 있다. 플런저(43)는 상기 컨트롤 레버(16)의 회동에 의해 회전되도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 흡입부(44)로부터 리드(43a)를 통해 플런저 바렐(45) 내에 연료가 흡입되도록 되어 있다. 시동시에 있어서는 회전수 설정 레버를 회동하여 컨트롤 레버(16)를 회동하고, 플런저(43)를 회전하여 리드(43a)의 위치를 조정하여, 시동시에서의 연료 흡입량을 설정하고 있다. 이 상태에서 플런저(43)를 축소 방향으로 슬라이드하여 연료를 압축하여 압송하고, 소정량 슬라이드한 위치에서 흡입부(44)와 리드(43a)가 연통하여 연료 분사가 종료된다. 종료 위치를 시동시 분사 종료 리프트량 L1(도 6)로 하면, 상기 중간 부분(53)의 높이는 시동시 분사 종료 리프트량 L1과 대략 일치시키고 있는 것이다. 중간 부분(53)의 범위(소정 각도 R3)는 배기 밸브(32)를 개폐하는 배기 캠(22)의 프로필(66)이 열리고 나서 닫힐 때까지의 범위와 대략 일치시키고 있다.

그리고, 상기 중간 부분(53)으로부터 최소 지름 부분(51)으로 변화하는 경사 부분(63)은 도 6에서의 제2 하강 리프트 기간(73)에 대략 상당한다. 경사 부분(63)의 범위는 흡기 캠(21)의 프로필(65)에서의 흡입 밸브(31)를 열기 시작하여 가장 개방된 위치까지에 대략 상당하도록 구성되어 있다. 더 자세하게 설명하면, 도 6에 서의 리프트량 L2는 시동시에 있어서 플런저(43)가 축소하여 압축을 개시하고 플런저 바렐(45) 내의 연료의 압력을 증가시켜, 플런저 바렐(45)과 고압관(47) 사이에 배설되는 출구 밸브(48)를 여는 위치로서, 리프트량 L2로부터 L1까지의 사이가 시동시의 분사량에 상당한다. 이와 같이 구성함으로서, 후술하는 역회전시에 연료의 압송을 가능한 한 줄여 역회전을 방지하고 있는 것이다.

이와 같이 하여, 상승 리프트 기간(71)에서 상승한 리프트량을 제1 하강 리프트 기간(72)과 제2 하강 리프트 기간(73)의 2회로 나누어져 하강하도록 연료 분사 펌프용 캠(14)이 구성되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 시동시에 역회전이 발생하였을 경우, 연료 분사 펌프용 캠(14)도 역회전하여 연료 분사 펌프용 캠(14)과 롤러(42)의 당접 부분이 최소 지름 부분(51)에서 중간 부분(53)으로 변화한다. 롤러(42)가 맞닿는 경사 부분(63), 즉 제2 하강 리프트 기간(73)에 있어서, 플런저(43)가 상승(압축)하여 L2를 넘으면 연료의 분사가 개시된다. 이때, 흡입 밸브(31)는 흡기 캠(21)의 프로필(65)에 의해 흡기 캠(21)의 상승 리프트량이 최대, 즉 흡입 밸브(31)가 최대로 열려 있는 상태로부터 흡입 밸브(31)가 닫히는 과정의 도중에 위치하고 있다.

이에 따라, 역회전시에는 상기 소경 부분(51)에서 중간 부분(53)으로 변화하는 제2 하강 리프트 기간(73)에 있어서, 흡입 밸브(31)가 닫히는 동작의 종료 근방일 때에 연료의 분사가 행해지므로, 연료는 흡기 포트(7a)로부터 배출되어 연료가 실린더(2a) 내로 흡입되는 양이 적고 연소에 필요한 연료의 양에 이르지 않아 연소가 발생하지 않는다. 따라서, 역회전의 계속을 저지할 수 있어 시동시에서의 역회 전을 방지할 수 있다. 또한, 이때 피스톤(4)은 상승 과정이기 때문에 실린더(2a) 내에는 조금만 들어갈 수 있다.

또한, 흡입 밸브(31)와 배기 밸브(32)의 양쪽 모두가 열려 있는 오버랩 위치의 앞에서 플런저(43)가 중간 부분(53)에 도달하므로 연료의 분사는 종료하고, 배기 밸브(32)가 열리기 시작한 상태에서 피스톤(4)이 상사점에 도달하므로 연료는 배기 밸브(32)를 통해 나가게 된다.

이와 같이, 중간 부분(53)의 높이가 연료 분사 펌프(12)가 분사를 종료할 때의 플런저(43)의 높이와 대략 동일하게 구성되어 있으므로, 시동시에 역회전했을 때에 연료 분사 펌프(12)에 의한 연료의 압축 최대 전의 분사량이 미량인 것으로 되어, 연료 분사 펌프(12)로부터 실린더(2a)의 연소실에 연료가 거의 보내지지 않게 된다. 따라서, 연소실 내에 있어서 연소가 발생하지 않아 역회전이 속행 불가능하게 되므로 역회전을 방지할 수 있다.

또한, 연료 분사가 종료한 후에, 연료 분사 펌프용 캠(14)의 중간 부분(53)에 롤러(42)가 맞닿고 롤러(42)가 중간 부분(53)에 맞닿아 있는 기간에 배기 캠(22)의 프로필(66)에 의해 배기 밸브(32)가 개폐하도록 구성되어 있다.

이에 따라, 역회전시에는 가령 실린더(2a) 내에 연료 분사 펌프(12)로부터 연료가 공급되어도 배기 밸브(32)가 열려 배기가 행해진 후에 피스톤(4)으로 압축하게 되기 때문에 연소가 거의 발생하지 않는다. 그리고, 연료 분사 펌프(12)에 있어서 더욱 압축되어도 연료 공급부가 되는 플런저(43)의 토출부(46)는 닫혀 있으므로, 연료가 실린더(2a) 내에 공급되지 않아 연소가 발생하지 않는다. 따라서, 엔 진(1)의 역회전을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 크랭크 축(5)으로부터 동력 전달 수단을 통해 캠축(13)을 구동하고, 캠축(13) 상에 연료 분사 펌프(12)와 흡입 밸브(31)와 배기 밸브(32)를 구동하는 캠(14·21·22)을 마련한 구성에 있어서, 상기 연료 분사 펌프용 캠(14)의 최대 지름 부분(52)으로부터 회전 방향 후측으로 최소 지름 부분(51)보다 큰 지름의 중간 부분(53)을 소정 각도 R3으로 형성하였으므로, 시동시에 가령 크랭크 축(5)이 역회전하여도 실린더(2a) 내에 잔류하는 연료의 양이 적어 연소가 발생하지 않기 때문에 역회전이 속행하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 디젤 엔진의 역회전 방지 기구는 디젤 엔진에 있어서 시동시에 발생할 가능성이 있는 역회전을 방지할 수 있으므로 산업상 유용하다.

Claims

크랭크 축(5)에 의해 동력 전달 수단(18·17)을 통해 캠축(13)을 구동하고, 그 캠축(13) 상에 연료 분사 펌프(12) 구동용의 연료 분사 펌프 캠(14)과, 흡입 밸브(31) 구동용의 흡기 캠(21)과, 배기 밸브(32) 구동용의 배기 캠(22)을 마련한 구성에 있어서,

상기 연료 분사 펌프 캠(14)의 최대 지름 부분(52)으로부터 회전 방향 후측에 최소 지름 부분(51)보다 큰 지름의 중간 부분(53)을 형성하고,

상기 중간 부분(53)의 높이를 연료 분사 펌프 캠(14)으로 구동되는 연료 분사 펌프(12)가 시동시에 분사를 종료할 때의 플런저(43)의 리프트(L1)와 대략 동일하게 하고,

상기 중간 부분(53)과 그 중간 부분(53)으로부터 상기 최소 지름 부분(51)으로 지름이 작아지는 경사 부분(63) 사이의 경계 위치를, 배기 밸브(32)가 거의 닫히고 흡입 밸브(31)가 열리기 시작하는 위치 근방에 상당하도록 상기 연료 분사 펌프 캠(14)에 형성하고,

상기 최대 지름 부분(52)으로부터 상기 중간 부분(53)으로 지름이 서서히 작아지는 경사 부분(62)과 그 중간 부분(53) 사이의 경계 위치를, 배기 밸브(32)가 열리기 시작하는 위치 근방에 상당하도록 상기 연료 분사 펌프 캠(14)에 형성하고,

상기 중간 부분(53)을 배기 밸브(32)가 열리기 시작할 때부터 거의 다 닫힐 때까지의 기간을 위한 배기 캠(22)의 프로필(66)에 맞춘 소정 각도 범위(R3)로 형성한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 역회전 방지 기구.
제1항에 있어서,

상기 중간 부분(53)의 높이를 커넥팅 로드(6) 선단의 회동 궤적(6a)과 간섭하지 않는 높이로 한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 역회전 방지 기구.
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