JPH057943U - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ エンジン１０と直結された発電機１８によっ
てモータ１９を駆動する場合において、モータ１９の起
動時におけるエンジン１０の急激な回転数の低下を防止
する。 ［構成］ 燃料噴射ポンプ１１のメカニカルガバナ１４
にブーストコンペンセータ５０を取付け、このブースト
コンペンセータ５０にブースト圧を供給するようにし、
エンジンの回転数が低下してブースト圧が低くなった場
合には、ブーストコンペンセータ５０によって補正レバ
ー５６およびリンク５９を介してフローティングレバー
４３を回動させ、コントロールラック４６を増量側へ移
動させるようにし、燃料の噴射量を増加させて回転数の
低下を補うようにしたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は燃料噴射ポンプに係り、とくにメカニカルガバナによってコンロール ラックを移動し、このコントロールラックによって１回に噴射される燃料の供給 量を制御するようにした燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

発動発電機はエンジンに発電機を直結し、エンジンによって発電機を回転駆動 することによって発電出力を得るようにしている。このような発電機を駆動する エンジンとしてディーゼルエンジンを用いる場合には、その燃料噴射ポンプにオ ールスピード型のメカニカルガバナを取付けるようにし、ほぼ全回転領域で回転 数を制御するようにしている。これによってエンジンに加わる発電機の負荷にか かわらず、安定な回転を得ることが可能になる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが通常のオールスピード型のメカニカルガバナが取付けられている燃料 噴射ポンプを備えるエンジンによって発電機を駆動するようにすると、負荷の投 入によって発電機に急激に負荷が加わると、この発電機と直結されたエンジンに もこれに対応して急激に負荷が加わるようになり、回転数が大きく落込むことに なる。すなわちこのようなエンジンは、耐ストール性が悪いという問題があった 。

【０００４】 このような欠点を解消するために、従来は必要以上に大きな発電機を使用する ようにしていた。ところが負荷に比べて過大な容量の発電機を用いるようにする と、大型化するばかりでなく、通常の使用時においては発電機の出力に無駄が生 ずることになる。また発電機と直結されるエンジンとしてターボチャージャを備 えたエンジンを用いるようにすると、急激な負荷の増大に対する回転数の落込み がさらに激しくなる。そこでターボチャージャを備えないターボレスエンジンを 採用する等の対策をとるようにしていた。

【０００５】 本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、急激な負荷の増大 に対応できるようにした燃料噴射ポンプを提供することを目的とするものである 。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、メカニカルガバナによってコントロールラックを移動し、該コント ロールラックによって１回に噴射される燃料の供給量を制御するようにした燃料 噴射ポンプにおいて、ブーストコンペンセータを前記メカニカルガバナに取付け 、前記ブーストコンペンセータに供給されるブースト圧が低くなったら前記コン トロールラックを増量側へ移動するようにしたものである。

【０００７】

【作用】

従ってこのような燃料噴射ポンプを備えるエンジンの負荷が急激に増大した場 合には、これに伴って回転数が低下するようになる。するとブーストコンペンセ ータに供給されるブースト圧が急激に低下するようになり、これによってブース トコンペンセータがコントロールラックを増量側へ移動させることになり、燃料 の噴射量を増大させる。すなわちエンジンの回転数のダウンを補うようにブース トコンペンセータが作用することになる。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る燃料噴射装置を備えるディーゼルエンジン１０ を示すものであって、このエンジン１０は発電機１８を駆動するようになってお り、両者が互いに直結されている。

【０００９】 エンジン１０の側面側には燃料噴射ポンプ１１が取付けられるとともに、この 燃料噴射ポンプ１１はカムシャフト１２を備えている。カムシャフト１２にはタ イマまたはカップリング１３が設けられており、このタイマまたはカップリング １３を介して駆動されるようにしている。また燃料噴射ポンプ１１はメカニカル ガバナ１４を備えており、このガバナ１４によって１回に噴射される燃料の供給 量を制御するようにしている。また燃料噴射ポンプ１１の各ポンプユニット１５ は噴射管１６を介して燃料噴射ノズル１７と接続されるようになっている。そし てこのエンジン１０の出力側には発電機１８が直結されるようになっている。こ の発電機１８の出力でモータ１９等の負荷が駆動されるようになっている。

【００１０】 つぎに上記エンジン１０の燃料噴射ポンプ１１に設けられているメカニカルガ バナ１４の構造を図２によって説明する。燃料噴射ポンプ１１のカムシャフト１ ２の先端側にはフライウエート２２が開閉可能に取付けられており、しかもフラ イウエート２２のアームの先端側にはスライダ２３が取付けられるようになって いる。そしてスライダ２３はスリーブ２４の肩の部分を押すようになっている。 スリーブ２４の先端側にはシフタ２５が配されている。シフタ２５はピン２６を 介してガイドレバー２７と連結されるようになっている。ガイドレバー２７の上 端はこのガバナ１４のケーシングに固着されている固定ピン２８によって回動可 能に支持されている。

【００１１】 固定ピン２８によってテンションレバー３１の上端が回動可能に支持されてい る。テンションレバー３１の背面側はアイドリングスプリング３２によって押圧 されるようになっており、しかも下端側にはアングライヒスプリング３３が内蔵 されている。またこのテンションレバー３１の回動はフルロードストッパ３４に よって規制されるようになっている。またテンションレバー３１はガバナスプリ ング３５によって固定ピン２８を中心として図２中時計方向に回動付勢されてい る。ガバナスプリング３５の他端側はスイベルレバー３６に係止されるとともに 、このスイベルレバー３６が支持レバー３７によって支持されている。支持レバ ー３７は支軸３８に固着されるとともに、この支軸３８を介して支持レバー３７ がコントロールレバー３９と連結されている。

【００１２】 上記ガイドレバー２７の中間位置にはピン４２を介してフローティングレバー ４３が連結されるようになっている。フローティングレバー４３の上端側はリン ク４５を介してコントロールラック４６に連結されている。このコントロールラ ック４６が燃料噴射ポンプ１１の燃料の噴射量を制御するようになっている。ま たフローティングレバー４３はスタートスプリング４７によって連結ピン６０を 中心として図２において反時計方向に回動付勢されるようになっている。

【００１３】 さらにこのメカニカルガバナにはブーストコンペンセータ５０が取付けられる ようになっている。ブーストコンペンセータ５０はその内側にダイヤフラム５１ を備え、このダイヤフラム５１がばね５２によって図２中左方へ押圧されるよう になっている。そしてダイヤフラム５１に連結されたロッド５３が左方へ突出さ れている。またこのブーストコンペンセータ５０のダイヤフラム５１の左側のチ ャンバにはポート５４が設けられており、このポート５４を通してブースト圧が 供給されるようになっている。

【００１４】 ブーストコンペンセータ５０のロッド５３の先端部はピン５５を介して補正レ バー５６に連結されている。この補正レバー５６は支点ピン５７を中心として回 動可能に支持されるとともに、その下端側は連結ピン５８を介してリンク５９に 連結されるようになっている。そしてこのリンク５９は連結ピン６０を介して上 記フローティングレバー４３の下端部に連結されるようになっている。

【００１５】 このようなメカニカルガバナ１４を備える燃料噴射ポンプ１１には、図１およ び図５に示すようにさらにストップ用のブーストコンペンセータ６５が取付けら れている。このブーストコンペンセータ６５は燃料噴射ポンプ１１の先端側の部 分であってコントロールラック４６の先端部とほぼ対向する位置に設けられてい る。そしてブーストコンペンセータ６５のダイヤフラム６６はばね６７によって 図５中左方へ押圧されるようになっている。またダイヤフラム６６に連結されて いるロッド６８はその先端部がストップレバー６９に連結されるようになってい る。そしてストップレバー６９は支点ピン７０によって回動可能に支持されると ともに、このストップレバー６９の上端側がコントロールラック４６の先端部を 受けるようになっている。

【００１６】 つぎに以上のような構成に係る燃料噴射ポンプ１１のメカニカルガバナ１４の 動作を説明する。エンジン１０を始動する場合には、コントロールレバー３９を 図２に示すように支軸３８を中心として反時計方向に最大位置まで回動する。す るとスイベルレバー３６がガバナスプリング３５を引伸ばし、これによってテン ションレバー３１はフルロードストッパ３４に当接する。このときにフライウエ ート２２は閉じられているために、フローティングレバー４３の先端に取付けら れているスタートスプリング４７がフローティングレバー４３を反時計方向に回 動させ、これによってコントロールラック４６が左方へ、すなわち燃料を増量す る方向へ移動される。同時にフローティングレバー４３はガイドレバー２７を介 してシフタ２５を左方へ押すことになる。

【００１７】 このような動作によって、テンションレバー３１とシフタ２５との間が離れ、 その分だけシフタ２５が燃料を増量させる方向に動くことになり、エンジン１０ の始動を容易に行なうことが可能になる。エンジン１０が始動するとフライウエ ート２２がカムシャフト１２によって回転されて遠心力が発生される。ばねの力 が弱いスタートスプリング４７はフライウエート２２の遠心力に負けて引伸ばさ れ、シフタ２５はテンションレバー３１に当たるまで右方へ戻されることになる 。

【００１８】 つぎにアイドリングの動作について説明する。エンジン１０を始動させた後に コントロールレバー３９を少し戻してアイドル位置まで回動させる。するとガバ ナスプリング３５は完全に遊んだ状態になり、作動しなくなる。このためにフラ イウエート２２は外側へ広がり、テンションレバー３１はアイドリングスプリン グ３２に当たるまで動き、フローティングレバー４３は下端の支点６０を中心と して時計方向に回動し、噴射量の少ないアイドル位置に移動する。そしてフライ ウエート２２が発生する遠心力とアイドリングスプリング３２のセット力がつり 合った位置で安定なアイドリング運転を維持することになる。

【００１９】 もしもエンジン１０の回転数が低下した場合には、フライウエート２２が閉じ 、アイドリングスプリング３２のばね力によってテンションレバー３１を介して シフタ２５を左方へ移動させる。するとガイドレバー２７は上部の支点２８を中 心として時計方向に回動し、この回動運動がピン４２を介してフローティングレ バー４３に伝達される。従ってフローティングレバー４３が下側のピン６０を中 心として反時計方向に回動し、コントロールラック４６を左方、すなわち燃料を 増量する方向へ動かし、エンジン１０の回転数の低下を防止する。従ってエンジ ン１０の回転数が少しでも変化すると、フライウエート２２の遠心力もすぐに変 化し、シフタ２５に伝わることになる。そしてこの遠心力の変化がガイドレバー ２７およびフローティングレバー４３を介してコントロールラック４６に伝わり 、エンジン１０がアイドリングのために要する燃料の噴射量に調整することが可 能になる。

【００２０】 つぎにアングライヒスプリング３３の作用について図３により説明する。エン ジン１０が吸入する空気量はエンジン１０の回転数の上昇に伴って減少する傾向 にある。これに対して燃料噴射ポンプ１１は、コントロールラック４６の位置が 同じ場合には、回転数が上昇するに従って１回の燃料の噴射量が増加する傾向に ある。従ってエンジンの回転数が増大するのに従って吸入空気量に対する燃料の 噴射量の割合が増加し、黒煙の排出の原因になる。そこでこのような吸入空気量 に対する燃料の噴射量の増加を抑えるために、アングライヒスプリング３３が用 いられる。

【００２１】 燃料噴射ポンプ１１の回転数が所定の回転数よりも低い場合には、フライウエ ート２２に生ずる遠心力よりもアングライヒスプリング３３のセット力の方が強 く、フライウエート２２はアングライヒスプリング３３を押し縮めることができ ない。従ってシフタ２５はアングライヒのストローク分だけ左に押され。燃料の 噴射量を増加する位置にある。すなわちアングライヒスプリング３３が変形しな い回転領域においては、コントロールラック４６はフルロード位置まで移動され ることになる。

【００２２】 エンジンの回転数が所定の回転数、例えば定格回転数を超えると、フライウエ ート２２の遠心力がアングライヒスプリング３３のセット力よりも大きくなる。 すなわちポンプ１１の回転数が所定の値を超えるとアングライヒスプリング３３ は縮み始め、シフタ２５がテンションレバー３１に当る回転数まで縮められる。 この間に噴射量はアングライヒストローク分だけ減少することになる。

【００２３】 つぎに最高回転の制御動作を説明する。コントロールレバー３９を図４に示す ようにアイドリング位置から支軸３８を中心として反時計方向に最大回動位置ま で動かすと、ガバナスプリング３５は張力が増大し、テンションレバー３１を固 定ピン２８を中心として時計方向に回動させ、その下端がフルロードストッパ３ ４に当接する。このときにシフタ２５が左方に押され、これによってガイドレバ ー２７を介してフローティングレバー４３がピン６０を中心として反時計方向に 回動され、リンク４５を介してコントロールラック４６を燃料を増量させる方向 、すなわち左方へ移動させる。燃料の噴射量が増加するとエンジン１０の回転数 も上昇し、フライウエート２２の遠心力が増加する。そしてフライウエート２２ の遠心力とこのときのガバナスプリング３５の張力がつり合い、要求する全負荷 最高回転数を維持することになる。

【００２４】 エンジン１０の回転数が全負荷最高回転数よりもさらに上昇すると、フライウ エート２２の遠心力がガバナスプリング３５のセット力よりも大きくなる。従っ てシフタ２５はテンションレバー３１をフライウエート２２の遠心力とガバナス プリング３５の張力がつり合う位置まで右側に押すことになる。この結果コント ロールラック４６は燃料噴射量を減少させる方向に移動し、エンジン１０の無負 荷最高回転数に必要な燃料噴射量を保つ位置で整定する。なお燃料噴射ポンプ１ １の回転数が最高回転数に達するまで変化する間に、コントロールラック４６の 動きがゆるやかになるのは、テンションレバー３１がアイドリングスプリング３ ２に当接するからである。

【００２５】 つぎにエンジン１０の停止の動作を説明する。この動作は図４に示すコントロ ールレバー３９をさらに大きく時計方向に回動させてストップ位置に移動する。 するとエンジン１０が停止する。これはコントロールレバー３９と一緒に支持レ バー３７が動き、スイベルレバー３６が直接ガイドレバー２７を右方に押すから である。ガイドレバー２７が右方に押されてピン２８を中心として反時計方向に 回動されると、このレバー２７とピン４２を介して連結されているフローティン グレバー４３はピン６０を中心として時計方向に回動される。従ってリンク４５ を介してコントロールラック４６が無負荷位置まで移動され、エンジン１０への 燃料の供給が断たれる。これによってエンジン１０は停止する。

【００２６】 このような動作を行なう燃料噴射ポンプ１１のメカニカルガバナ１４には図３ および図４に示すようにブーストコンペンセータ５０が取付けられている。この ブーストコンペンセータ５０のダイヤフラム５１の前方の部屋にはポート５４を 通してブースト圧が供給されるようになっている。一般にブースト圧は、エンジ ンの回転数とともに増大する傾向にある。そして例えば図１に示す発電機に直結 されているモータ１９の電源がＯＮになると、これによって急激に発電機１８に 負荷が加わるようになる。発電機１８はエンジン１０に直結されているために、 モータ１９の駆動によって、エンジン１０の回転数が急激に低下する。従ってこ のときにエンジン１０のブースト圧も急激に低下するようになる。

【００２７】 図３および図４において、モータ１９の駆動によってブースト圧が低下すると 、この低いブースト圧がブーストコンペンセータ５０に供給されるようになる。 すなわちこのときにはブーストコンペンセータ５０に加わるブースト圧が低下す るために、ばね５２によってダイヤフラム５１を介してロッド５３が押出される ようになる。

【００２８】 従ってロッド５３と連結されている補正レバー５６は支点ピン５７を中心とし て鎖線で示すように反時計方向に回動される。この回動運動がリンク５９を介し てフローティングレバー４３に伝達され、フローティングレバー４３はガイドレ バー２７上のピン４２を中心として反時計方向に回動される。従ってフローティ ングレバー４３とリンク４５を介して連結されているコントロールラック４６が 図３および図４において左方へ押圧されるようになり、燃料を増量する方向に移 動されることになる。

【００２９】 このようにメカニカルガバナ１４にブーストコンペンセータ５０を取付けると ともに、このブーストコンペンセータ５０を補正レバー５６およびリンク５９を 介してフローティングレバー４３に連結することにより、モータ１９の投入時に 、燃料噴射ポンプ１１のコントロールラック４６を図６に示すように燃料を増量 させる方向に移動させることが可能になる。このような燃料の増量によって、エ ンジンの回転数が増大し、上記の回転数の低下を補うようになる。これによって 起動時における瞬間的な回転数の低下をより少なくすることが可能になる。

【００３０】 エンジン１０のブースト圧は図５に示すブーストコンペンセータ６５にも供給 されるようになっている。従ってモータ１９の起動時におけるブースト圧の低下 によって、ブーストコンペンセータ６５のダイヤフラム６６の右側のチャンバの 圧力も低下することになる。従ってこの場合にも、ばね６７によってダイヤフラ ム６６を介してロッド６８が右方へ押され、ストップレバー６９が支点ピン７０ を中心として反時計方向に回動されることになる。すなわちコントロールラック ４６の停止位置を図７に示すように増量側へ移動させるようになり、メカニカル ガバナ１４側のブーストコンペンセータ５０によるコントロールラック４６の増 量側への移動を許容することになる。

【００３１】 このように本実施例に係る燃料噴射ポンプ１１は、従来のブーストコンペンセ ータとはばねが逆に配置されるとともに、ブースト圧も従来とは逆の方向に加え られるようになっているブーストコンペンセータ５０を用い、瞬時負荷の際には 高いラック位置が確保されるようにしたものである。しかも定常の負荷において は、エンジンの信頼性を損わない通常のラック位置を確保するようにしている。 従って発電機１８の負荷となるモータ１９の起動時にのみ瞬間的な大きな負荷が かかる条件に対して、燃料噴射ポンプ１１のみによって対応することが可能にな る。これによって必要以上に大きな容量の発電機を用いたり、ターボレスエンジ ンを採用したりする必要がなくなり、エンジン１０についてもターボチャージャ 付きのエンジンを用いることが可能になる。

【００３２】

【考案の効果】

以上のように本考案は、ブーストコンペンセータをメカニカルガバナに取付け 、ブーストコンペンセータに供給されるブースト圧が低くなったらコントロール ラックをを増量側へ移動するようにしたものである。

【００３３】 従ってエンジンに急激な負荷が加わって回転数が低下し、ブースト圧が低下す ると、コントロールラックが増量側へ移動されるようになり、燃料の増量によっ てエンジンの回転数の低下を補うように作用する。これによってエンジンの回転 数の低下を抑えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発電機と直結されたディーゼルエンジンの側面
図である。

【図２】メカニカルガバナの内部の構造を示す側面図で
ある。

【図３】アングライヒスプリングの動作を示すメカニカ
ルガバナの側面図である。

【図４】最高回転数の制御を示すメカニカルガバナの側
面図である。

【図５】コントロールラックのストップ位置を規制する
ブーストコンペンセータの縦断面図である。

【図６】エンジンの回転数に対するラックストロークを
示すグラフである。

【図７】エンジンの回転数に対するラックのストップ位
置を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ ディーゼルエンジン １１ 燃料噴射ポンプ １２ カムシャフト １３ タイマ １４ メカニカルガバナ １５ ポンプユニット １６ 噴射管 １７ 燃料噴射ノズル １８ 発電機 １９ モータ ２２ フライウエート ２３ スライダ ２４ スリーブ ２５ シフタ ２６ ピン ２７ ガイドレバー ２８ 固定ピン ３１ テンションレバー ３２ アイドリングスプリング ３３ アングライヒスプリング ３４ フルロードストッパ ３５ ガバナスプリング ３６ スイベルレバー ３７ 支持レバー ３８ 支軸 ３９ コントロールレバー ４２ ピン ４３ フローティングレバー ４５ リンク ４６ コントロールラック ４７ スタートスプリング ５０ ブーストコンペンセータ ５１ ダイヤフラム ５２ ばね ５３ ロッド ５４ ポート ５５ ピン ５６ 補正レバー ５７ 支点ピン ５８ 連結ピン ５９ リンク ６０ 連結ピン ６５ ブーストコンペンセータ（ストップ用） ６６ ダイヤフラム ６７ ばね ６８ ロッド ６９ ストップレバー ７０ 支点ピン ７１ ポート

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 メカニカルガバナによってコントロール
   ラックを移動し、該コントロールラックによって１回に
   噴射される燃料の供給量を制御するようにした燃料噴射
   ポンプにおいて、 ブーストコンペンセータを前記メカニカルガバナに取付
   け、前記ブーストコンペンセータに供給されるブースト
   圧が低くなったら前記コントロールラックを増量側へ移
   動するようにしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。