JPS5918119Y2 - デイ−ゼルエンジンの逆転防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、テ゛イーゼルエンジン、特にニューマチック
ガバナを備えたテ゛イーゼルエンジンのための逆転防止
装置にかかわる。

ディーゼルエンジンはその基本的構成に於て逆転可能な
エンジンであり、従ってその用途によっては逆転を防止
する手段が施されていないときには非常に危険である。

即ち例えばテ゛イーゼルエンジンが車輌用エンジンとし
て用いられる場合、エンジンが逆転すると、車輌の不用
意な後退によって重大な事故を招く危険がある。

ディーゼルエンジンの逆転を防止する装置としてはこれ
までに幾つかのものが提案されている。

その一つとして、燃料噴射ポンプのコントロールロッド
にソレノイドを接続し、エンジン逆転時に該ソレノイド
を作動させて燃料供給を遮断するようにしたもの（特開
昭４８−４１１２９号）があるが、かかる構成はニュー
マチックガバナを備えたディ−ゼルエンジンには適用で
きない。

何故ならば、テ゛イーゼルエンジンは逆転すると吸気管
内が正圧になり、ニューマチックガバナの負圧室に正圧
が導入されることから、よほど強力なソレノイドを用い
ない限り、コントロールラックはダイヤフラムによりソ
レノイドの作用に打克って燃料増量側へ駆動されてしま
うからである。

かかる事情に鑑み、ニューマチックガバナを備えたディ
ーゼルエンジンに於て、エンジン逆転時に吸気管内に生
ずる正圧によって切換弁を作動させ、該正圧をニューマ
チックガバナの大気圧室の側へ導入することが提案され
ている（特開昭４８−３１３２９号）。

しかしかかる構成に於ては、エンジンの逆転によって吸
気管内へ流入した燃焼排気ガスがニューマチックガバナ
内へ導入されることにより、ダイヤフラムが劣化したり
、排気デポジットによってニューマチックガバナの作動
不良を生ずると云う問題がある。

かかる問題を回避すべく、逆転防止装置としてバキュー
ムタンクを備え、エンジン逆転時には該バキュームタン
ク内の負圧をニューマチックガバナの負圧室へ導入する
ことも提案されている（特開昭４８−４４６２８号）。

しかしかかる構成は新にバキュームタンクを必要とし、
そのための費用及びスペースを必要とすると云う問題を
有しており、しかも尚エンジンの逆転を生ずる危険性が
最も高いエンジン始動時にバキュームタンク内の負圧が
十分な値に保たれていない可能性が大きく、せっかくの
逆転防止装置が有効に作用しない恐れが大きいものであ
る。

更に他の一つの逆転防止装置として、排気系中に逆止弁
を設けることも提案されている（特開昭５２−５３１５
５号）。

しかし逆止弁は一般にかなり複雑な構造を必要とするも
のであり、そのような弁構造が高温の排気ガスに曝され
る排気管中に設けられることは耐久性の観点から問題が
あり、長期間に亘って安定した逆転防止効果を得ること
に関し問題が残されているものである。

本考案は、ディーゼルエンジン、特にニューマチックガ
バナを備えたディーゼルエンジンのための逆転防止装置
に関する上述の如き問題に対処し、長期間に亘って安定
した確実な逆転防止効果を達成することのできる逆転防
止装置を提供することを目的としている。

かかる目的は、本考案によれば、吸気管の途中に開口す
る負圧取り出しポーｌ〜に接続されたダイヤフラム室を
有し該ダイヤフラム室に作用する負圧の増大に応じて該
ダイヤフラム室を構成するダイヤフラムとこれに接続さ
れたコントロールロッドとがエンジンへ供給される燃料
の流量を極端な場合には遮断に至るまで減少せしめる方
向へ駆動されるよう構成されたニューマチックガバナを
備えたテ゛イーゼルエンジンのための逆転防止装置にし
て、エンジンの逆転を感知する逆転感知装置と、前記コ
ントロールロッドを前記ダイヤフラムの作動とは別に燃
料遮断位置まで駆動するロッド駆動装置と、エンジンの
排気通路を遮断する排気遮断弁装置とを有し、前記逆転
感知装置がエンジンの逆転を感知したとき前記ロッド駆
動装置と前記排気遮断弁装置とが同時に作動されてエン
ジンへの燃料の供給が遮断されると共にエンジンの排気
通路が遮断されるよう構成されていることを特徴とする
逆転防止装置によって達成される。

かかる構成によれば、エンジン逆転時には前記遮断弁装
置がエンジンの排気通路を遮断することにより排気系よ
り吸気系へ向けて空気が逆流することが抑制されること
から、ニューマチックガバナのダイヤフラムに大きな正
圧が作用することが回避され、前記ロッド駆動装置が有
効に作動して燃料の遮断が行なわれると同時に、ががる
燃料の遮断によってエンジンの逆転方向への駆動力発生
が中止されることから、前記排気遮断弁装置により得ら
れるエンジンに対する回転制動効果が増大し、これらロ
ッド駆動装置と排気遮断弁装置の作用が互いに相俟って
相乗効果をなし、エンジンの逆転は急速に抑制され停止
される。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図はニューマチックガバナを備えたディーゼルエン
ジンに本考案による逆転防止装置を組込んだ一つの実施
例を示す概略図である。

図に於て、１はテ゛イーゼルエンジンの本体部であり、
この実施例に於てはエンジンは四つの気筒２ａ、２ｂ。

２Ｃ，２ｄを備えた４サイクル四気筒エンジンである。

これらの気筒は吸気弁３ａ〜３ｄ、排気弁４ａ〜４ｄ、
燃料噴射ノズル５ａ〜５ｄを備えており、それぞれ吸入
行程に於てエアクリーナ５０および吸気マニホルド６を
経て吸入した空気を圧縮行程によって高温の空気に圧縮
し、これに前記燃料噴射ノズルより燃料を噴射して燃焼
せしめ、燃焼膨張行程に於てそのクランク軸７に動力を
発生し、排気行程に於て排気マニホルド８を経て排気ガ
スを排出するようになっている。

燃料噴射ノズル５ａ〜５ｄより噴射される燃料油は図示
の実施例に於てはボッシュ型として知られる燃料噴射ポ
ンプより供給されるようになっており、図に於ては簡単
のために該燃料噴射ポンプの内の燃料噴射ノズル５ａに
対応する部分のみが符号９にて全体的に示されている。

この種の燃料噴射ポンプはクランク軸７よりその回転速
度を麹に減速する歯車１０．１１を経て駆動されるカム
軸１２に設けられたカム１３によって駆動されるように
なっている。

即ちカム１３にはカムフォロア１４が係合しており、該
カムフォロアはクランク軸７が２回転する間に一度だけ
燃料噴射時期に対応して図にて上方へ突上げられるよう
になっている。

カムフォロア１４の上端部には回転軸受部１４ ａが設
けられており、該回転軸受部にはプランジャ１５の下端
に設けられたフランジ部１５ ａが回転可能に装着され
ている。

プランジャ１５は固定シリンダ１６内に回転及び往復動
可能に収められている。

固定シリンダ１６の周りには回転スリーブ１７か゛回転
可能に装着されており、プランジャ１５はその下端の軸
部に固定装着されたラグ１８が回転スリーブ１７の下端
部に設けられた切欠き１９に係合していることにより回
転スリーブ１７によって回転駆動されるようになってい
る。

回転スリーブ１７はその上端部に固定されたピニオン２
０を備えており、該ピニオンは端部がラックとして構成
されたコントロールロッド２１によって回転駆動される
ようになっている。

尚、回転スリーブ１７には更にフランジ２２が装着され
ており、該フランジとカムフォロアの軸受部１４ ａの
間には圧縮コイルばね２３が装着されており、こＩ’Ｌ
によってプランジャ１５は図にて下方へ向うばね力を及
は゛されており、かかるばね力によってカムフォロア１
４及びこれと連結されたプランジャ１５はカム１３の輪
郭に沿って上下動するようになっている。

固定シリンダ１６には燃料、油入口ポー１〜２４か′設
けられている。

尚この燃料油人口ポー１−２４は固定シリンダ１６の外
周部に沿って設けられた溝を経てそれと対向する位置に
設けられたポート２５と通じている。

プランジャ１５には斜溝２６が設けられており、これに
よって図示の如き位置からプランジャが図にて上方へ押
上げられたとき、かかる燃料噴射ポンプ９より吐出され
る燃料の量はその斜溝２６がポート２５に通ずるまでの
プランジャの移動距離によって定まり、従ってその量は
コントロールロッド２１がその軸線方向に駆動されるこ
とによりピニオン２０及び回転スリーブ１７を経てプラ
ンジャ１５がその軸線の周りに回動される回動位置によ
って変化されるようになっている。

プランジャ１５の上昇運動によって圧縮された燃料油は
ポンプ室２７よりカットオフバルブ２８を押上げて吐出
口２９へ至り、これより燃料導管３０を経て燃料噴射ノ
ズル５ａへ供給される。

３１はニューマチックガバナを構成するダイヤフラム装
置である。

このダイヤフラム装置は圧縮コイルばね３２によって図
にて右方へ駆動されるダイヤフラム３３を備えており、
該ダイヤフラムはコントロールロッド２１と連結されて
これを駆動するようになっている。

ダイヤフラム３３はダイヤフラム室３４に負圧が供給さ
れると該負圧によって圧縮コイルばね３２の作用に抗し
て図にて左方へ駆動されるようになっている。

ダイヤフラム室３４には吸気マニホルド６の入口部に設
けられたベンチュリ部３５内の補助ベンチュリ３５ ａ
へ開口する負圧取出しポート３６に現われる負圧が負圧
導管３７を経て供給されている。

ベンチュリ部３５にはスロットルバルブ３８が設けられ
ており、該スロワＩ・ルバルブはリンク機構３つを経て
アクセルペダル４０に連結されており、該アクセルペダ
ルの操作によって開閉作動されるようになっている。

かかるニューマチックガバナはそれ自身周知のものであ
り、次の如く作動するものである。

アクセルペダル４０がある一定の操作位置に維持されて
いるときには、スロットルバルブ３８は所定の開度位置
に維持されている。

このときエンジンにかかる負荷が増大すると、エンジン
回転数は低下するので、負圧取出しポート３６に作用す
る負圧は低減し、ダイヤフラム室３４内の負圧は低減す
る。

従ってダイヤフラム３３は圧縮コイルばね３２の作用に
よって図にて右方へ駆動され、コントロールロッド２１
を介してプランジャ１５を燃料増量側へ回動し、燃料を
増加せしめる。

逆にエンジンにかかる負荷が低下すると、エンジン回転
数は増大するので、負圧取出しポート３６に作用する負
圧は増大し、ダイヤフラム室３４内の負圧増大によって
ダイヤフラム３３は圧縮コイルばね３２の作用に抗して
図にて左方へ駆動され、コントロールロッド２１を介し
てプランジャ１５を燃料低減方向へ回動せしめる。

かわる負圧に対する燃料増減作用によって、ある一定の
アクセルペダル踏込量に対してエンジン回転数を負荷に
かかわらず一定に維持しようとするガバナ作用が得られ
る。

アクセルペダル４０を操作してスロットルバルブ３８の
開度を変えれば、それに対応したエンジン回転数を維持
するガバナ作用が行なわれ、かくしてアクセルペダル４
０を操作することによりエンジンを任意の回転数にて運
転せしめる制御作用が得られる。

尚かかるニューマチックガバナに於てベンチュリ部３５
及びスロットルバルブ３８による吸気通路の絞りによっ
て吸気管負圧取出しポート３６より取出されて使用され
る吸気管負圧は水柱にて数十ミリ程度の負圧であり、ガ
ソリンエンジンに於る水銀柱Ｏ〜４００ｍｍである吸気
マニホルド負圧に比してかなり小さいものである。

このようにニューマチックガバナのダイヤフラム装置３
１に使用される吸気管負圧が水柱数十ミリ程度の小さい
負圧であるため燃料噴射ポンプに於るコントロールロッ
ド２１を制御駆動するために要する駆動力を得るためダ
イヤフラム３３の面積は比較的大きくされる。

これによってエンジンの吸気系に与える絞りをできるだ
け小さくし、エンジンの吸入効率をあげ、その出力増大
を計ることができるものである。

ニューマチックガバナのダイヤフラム３３によって駆動
されるコントロールロッド２１にはその途中にリンク機
構４１が係合しており、該リンク機構はソレノイド４２
が通電されるとコントロールロッド２１を図にて左方へ
、即ち燃料噴射ポンプ９が吐出する燃料を零とする方向
へ駆動するようになっている。

従ってかかる構成によれば、ソレノイド４２が通電され
ると、ダイヤフラム室３４に予想される以上の高い正圧
が作用しない限りコントロールロッド２１は図にて左方
への終端位置迄駆動され、燃料噴射ポンプ９の吐出量は
零となり、燃料噴射ノズル５ａへの燃料の供給は遮断さ
れる。

尚コントロールロッド２１は他の気筒２ｂ〜２ｄに於る
燃料噴射ノズル５ｂ〜５ｄへ燃料を供給する同様の燃料
噴射ポンプのプランジャに対し同様の制御作用を行なう
ようになっており、従ってソレノイド４２の作用により
コントロールロッド２１が図にて左方へその終端位置ま
で駆動されるときには、他の気筒２ｂ〜２ｄに対する燃
料の噴射も同様に遮断するようになっている。

排気マニホルド８には排気遮断弁４３が設けられており
、該排気遮断弁はソレノイド４４が励磁されるとリンク
機構４５を経て排気通路を遮断する位置へ駆動されるよ
うになっている。

第２図は第１図に示す如き逆転防止装置の構成に於るソ
レノイド４２及び４４をエンジンの逆転に応答して励磁
するための電気回路の一例を示す配線図である。

第２図に於てＰＳＷはエンジンのクランク軸によって駆
動されるオイルポンプによって発生する油圧を感知する
油圧スイッチであり、エンジンが正転し油圧が発生して
いるときには開いており（ＯＦＦ）、これに対しエンジ
ンが停止乃至逆転しているときには油圧が発生しないの
で閉じた状態（ＯＮ）にあるスイッチである。

ＫＳＷはキースイッチであり、接点ＩＧはイグニッショ
ン接点であり、接点ＳＴはスタータ接点である。

ソレノイド４２及び４４はそれぞれ第１図に於るソレノ
イド４２及び４４に対応している。

エンジンが正常に運転されているときには、キースイッ
チＫＳＷはイグニッション接点ＩＧに接続しており、内
油圧スイッチＰＳＷは開いている。

従ってバッテリＢからの電流は接点ＩＧより抵抗Ｒ１、
抵抗Ｒ２、ダイオードＤ１を経てトランジスタＴｒ、の
ベースへ供給されており、トランジスタＴｒ１は導通状
態（ＯＮ）となっている。

従ってトランジスタＴｒ２のベースにも電流が流れ、ト
ランジスタＴｒ２も又ＯＮとなっており、常閉リレーＲ
Ｌ１のソレノイドＬ１は通電されており、スイッチＳＷ
１は開かれている（ＯＦＦ）。

トランジスタＴｒ２がＯＮになると、抵抗Ｒ３を経てト
ランジスタＴｒ１にベース電流が供給され、トランジス
タＴｒ１がＯＮ状態となることを安定化させる（ヒステ
リシス特性）。

但しトランジスタＴｒ１は抵抗Ｒ３からの電流のみによ
ってはＯＮとならないようになっている。

ＲＬ２は常開リレーであり、キースイッチＫＳＷがイグ
ニッション接点ＩＧに接続されている状態ではそのソレ
ノイドＬ２は通電されており、そのスイッチＳＷ２は閉
している（ＯＮ）。

従ってかかるエンジン正常運転時には、ソレノイド４２
及び４４は通電されず、ニューマチックガバナは通常の
作動を行ない、排気遮断弁４３は開かれている。

エンジンが逆転すると、油圧がなくなるので、油圧スイ
ッチＰＳＷはＯＮとなり、イグニッション接点ＩＧから
抵抗Ｒ１を経て供給された電流はダイオードＤ２を経て
アースへバイパスされることになる。

かかる状態ではトランジスタＴｒ１のベースへは電流が
供給されず、該トランジスタはＯＦＦの状態にあり、ト
ランジスタＴｒ２のベース電流も流れなくなって該トラ
ンジスタもＯＦＦとなる。

従って常閉リレーＲＬ１のソレノイドＬ１は通電されず
、スイッチＳＷ１は閉じている。

従ってキースイッチＫＳＷがＩＧ接点に接続されている
限り常開リレーＲＬ２の接点ＳＷ２も閉じているので、
ソレノイド４２及び４４は通電され、コントロールロッ
ド２１は燃料噴射量零の位置へ駆動され、排気遮断弁４
３は閉じられる。

この場合、前述の如く排気遮断弁４３が閉じられること
により、エンジンが逆転しても吸気マニホルド６内には
大きな正圧が作用せず、従ってダイヤフラム室３４内に
は大きな正圧が作用しないことから、ダイヤフラム３３
が図にて右方へ強く押されることはなく、適当な駆動力
のソレノイド４２を用いることによってコントロールロ
ラド２１を燃料噴射量零の位置へ向けて確実に駆動する
ことができる。

又かかるソレノイド４２の作用によってエンジンへの燃
料の供給が直ちに遮断されることによって、シリンダに
於る出力発生は直ちに停止されるので、排気遮断弁４３
が閉じられることによる排気制動作用がより有効に作用
し、エンジンの逆転は直ちに停止される。

エンジン始動時にはキースイッチＫＳＷはイグニッショ
ン接点ＩＧと共にスタータ接点ＳＴにも接続されるので
、油圧スイッチＰＳＷがＯＮ状態にあっても、ダイオー
ドＤ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５を経てトランジスタＴｒ１
はベース電流を供給されＯＮ状態とされるので、ソレノ
イド４２及び４４への通電は行なわれず、エンジンは始
動される。

又エンジン始動にあたって、エンジン始動後であって未
だ油圧スイッチＰＳＷがＯＦＦとなるほど油圧が上昇し
ていないときにキースイッチＫＳＷがスタータスイッチ
ＳＴより切離された場合にも、コンテ゛ンサＣ１がある
所定時間ベース電流を供給してトランジスタＴｒ１をＯ
Ｎ状態に維持する作用を行なうので、キースイッチＫＳ
Ｗの操作加減によって逆転防止装置が誤って作動する恐
れはない。

尚コンテ゛ンサＣ２はトランジスタＴｒ１の作動を安定
化し、装置にチャタリング或はノイズが発生することを
防止するためのものである。

かかるコンテ゛ンサＣ２が設けられていることによって
、正転状態にあるエンジンが急に逆転を始めたときには
、油圧スイッチＰＳＷが閉じバッテリＢからの電流が抵
抗Ｒ１、ダイオードＤ２を経てアースへ逃されても、ご
く僅がの時間トランジスタＴｒ、はＯＮ状態に維持され
るが、これはほんのごく僅かの時間である。

又この場合、トランジスタＴｒ２の側より抵抗Ｒ３を経
てトランジスタＴｒ、のベースへ供給されている電流は
それ自身によってはトランジスタＴｒ、をＯＮ状態に維
持するには不充分な大きさであり、従っていずれにして
もエンジンが逆転を始めると殆んど即座にトランジスタ
Ｔｒ、はＯＦＦ状態となり、これと同時にトランジスタ
Ｔｒ２もＯＦＦ状態となり、スイッチＳＷ１が閉じられ
、ソレノイド４２及び４４が励磁され、燃料の遮断と排
気通路の遮断が行なわれる。

かくして本考案によれば、ニューマチックガバナを備え
たディーゼルエンジンに於るニューマチックガバナに比
較的少容量のソレノイドアクチュエータを追加し、排気
通路に簡単な開閉構造による遮断弁装置を組込むことに
よって、エンジンの逆転を確実に防止する逆転防止装置
を得ることができる。

尚排気遮断弁装置は多くのテ゛イーゼルエンジンに於て
は既に排気ブレーキとして組込まれているものであり、
その場合には新に排気遮断弁装置を設ける必要はなく、
排気ブレーキとして設けられている排気遮断弁装置を本
考案による逆転防止装置の一部としてそのまま用いるこ
とができる。

以上に於ては本考案を一つの実施例について詳細に説明
したが、本考案がかかる実施例にのみ限られるものでは
なく、本考案の範囲内にて他に種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による逆転防止装置をそれと関連するデ
ィーゼルエンジンと共に示す概略図、第２図は第１図に
示す逆転防止装置に於るソレノイドを作動させるための
電気回路の一つの実施例を示す配線図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気管の途中に開口する負圧取り出しポートに接続され
   たダイヤフラム室を有し該ダイヤフラム室に作用する負
   圧の増大に応じて該ダイヤフラム室を構成するダイヤフ
   ラムとこれに接続されたコントロールロッドとがエンジ
   ンへ供給される燃料の流量を極端な場合には遮断に至る
   まで減少せしめる方向へ駆動されるよう構成されたニュ
   ーマチックガバナを備えたディーゼルエンジンのための
   逆転防止装置にして、エンジンの逆転を感知する逆転感
   知装置と、前記コントロールロッドを前記ダイヤフラム
   の作動とは別に燃料遮断位置まで駆動するロッド駆動装
   置と、エンジンの排気通路を遮断する排気遮断弁装置と
   を有し、前記逆転感知装置がエンジンの逆転を感知した
   とき前記ロッド駆動装置と前記排気遮断弁装置とが同時
   に作動されてエンジンへの燃料の供給が遮断されると共
   にエンジンの排気通路が遮断されるよう構成されている
   ことを特徴とする逆転防止装置。