JP2014190181A - Electronic hydraulic governor - Google Patents

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宏晃 伊東
Hiroyuki Machiyama
博之 町山
Takanori Egashira
崇紀 江頭
Yoshisuke Okamoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic hydraulic governor which is compact in size.SOLUTION: An electronic hydraulic governor 1 comprises: a gear pump 7 having a power piston 11, an input shaft 3, a drive gear 5 and a driven gear 6 bitten to the drive gear 5, and pressure-sending working oil; a control valve having a valve bushing 8 fixed to the driven gear 6 of the gear pump 7 and a spool 9 inserted into the valve bushing 8, and switching an oil passage of the working oil to the power piston 11 according to a slide of the spool 9; an actuator 10 which is electronically driven for sliding the spool 9; and a speed sensor 16 for detecting the number of revolutions of the valve bushing 8. A sensor gear 15 being an object to be sensed by the speed sensor 16 is arranged at the valve bushing 8.

Description

本発明は、電子制御によりエンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナに関する。   The present invention relates to an electrohydraulic governor that controls the amount of fuel supplied to an engine by electronic control.

従来、電子制御によりエンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナの技術が公知となっている（例えば、特許文献１）。特許文献１の電子油圧ガバナは、電子制御される電子式スプール弁と機械制御される機械式スプール弁とを切り換えて燃料噴射量の増減を行うものである。
小型エンジンに関しては、搭載する電子油圧ガバナについてもコンパクト化したいとの要請がある。 Conventionally, a technique of an electrohydraulic governor that controls the fuel supply amount to the engine by electronic control is known (for example, Patent Document 1). The electrohydraulic governor disclosed in Patent Document 1 switches between an electronically controlled electronic spool valve and a mechanically controlled mechanical spool valve to increase or decrease the fuel injection amount.
Regarding small engines, there is a demand to make the electrohydraulic governor to be mounted compact.

特開平１１−２４１６１９号公報JP-A-11-241619

本発明は、コンパクト化した電子油圧ガバナを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a compact electrohydraulic governor.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１に記載の電子油圧ガバナは、エンジンの燃料供給装置に接続されるパワーピストンと、前記エンジンに接続される入力軸と、前記入力軸に固定される駆動ギア、及び前記駆動ギアにかみ合う従動ギアを有し、作動油を圧送するギアポンプと、前記ギアポンプの従動ギアに固定されるバルブブッシング、及び前記バルブブッシング内に挿入されるスプールを有し、前記スプールの摺動に応じて前記作動油の前記パワーピストンへの油路を切り換えるコントロールバルブと、前記スプールを摺動させるための電子制御のアクチュエータと、前記バルブブッシングの回転数を検出するスピードセンサと、を備え、前記スピードセンサの検出値に応じて、前記アクチュエータにより前記スプールを摺動させることで、前記パワーピストンを操作して、前記エンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナであって、前記バルブブッシングに前記スピードセンサのセンシング対象であるセンサギアを設けることを特徴とする。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
The electrohydraulic governor according to claim 1 is engaged with a power piston connected to an engine fuel supply device, an input shaft connected to the engine, a drive gear fixed to the input shaft, and the drive gear. A gear pump having a driven gear for pumping hydraulic oil; a valve bushing fixed to the driven gear of the gear pump; and a spool inserted into the valve bushing, and operating according to sliding of the spool A control valve for switching an oil path to the power piston of oil, an electronically controlled actuator for sliding the spool, and a speed sensor for detecting the rotation speed of the valve bushing, and detecting the speed sensor The power piston is operated by sliding the spool with the actuator according to the value. To the an electronic hydraulic governor for controlling the fuel supply to the engine, and providing a sensor gear which is the object of sensing of the speed sensor to the valve bushing.

請求項２に記載の電子油圧ガバナは、エンジンの燃料供給装置に接続されるパワーピストンと、前記エンジンに接続される入力軸と、前記入力軸に固定される駆動ギア、及び前記駆動ギアにかみ合う従動ギアを有し、作動油を圧送するギアポンプと、前記ギアポンプの従動ギアに固定されるバルブブッシング、及び前記バルブブッシング内に挿入されるスプールを有し、前記スプールの摺動に応じて前記作動油の前記パワーピストンへの油路を切り換えるコントロールバルブと、前記スプールを摺動させるための電子制御のアクチュエータと、前記バルブブッシングの回転数を検出するスピードセンサと、を備え、前記スピードセンサの検出値に応じて、前記アクチュエータにより前記スプールを摺動させることで、前記パワーピストンを操作して、前記エンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナであって、前記バルブブッシングに前記スピードセンサのセンシング対象である縦溝を設けることを特徴とする。   The electrohydraulic governor according to claim 2 is engaged with a power piston connected to a fuel supply device of an engine, an input shaft connected to the engine, a drive gear fixed to the input shaft, and the drive gear. A gear pump having a driven gear for pumping hydraulic oil; a valve bushing fixed to the driven gear of the gear pump; and a spool inserted into the valve bushing, and operating according to sliding of the spool A control valve for switching an oil path to the power piston of oil, an electronically controlled actuator for sliding the spool, and a speed sensor for detecting the rotation speed of the valve bushing, and detecting the speed sensor The power piston is operated by sliding the spool with the actuator according to the value. To the an electronic hydraulic governor for controlling the fuel supply to the engine, and providing a longitudinal groove which is the object of sensing of the speed sensor to the valve bushing.

本発明によれば、電子油圧ガバナをコンパクトにしたことにより、スペースの有効利用を図ることができ、特に、配置スペースが限られる小型エンジンへの適用が可能である。   According to the present invention, by making the electrohydraulic governor compact, it is possible to effectively use the space, and in particular, it can be applied to a small engine having a limited arrangement space.

電子油圧ガバナの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of an electrohydraulic governor. （ａ）はパワーピストン１１が下方に移動している状態の電子油圧ガバナの断面図であり、（ｂ）はパワーピストン１１が上方に移動している状態の電子油圧ガバナの断面図である。(A) is sectional drawing of the electrohydraulic governor in the state where the power piston 11 is moving downward, (b) is sectional drawing of the electrohydraulic governor in the state where the power piston 11 is moving upward. 電子油圧ガバナの別実施形態を示す図であり、バルブブッシングに縦溝を設けた実施形態を示す。It is a figure which shows another embodiment of an electrohydraulic governor, and shows embodiment which provided the vertical groove in the valve bushing.

図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、電子油圧ガバナ１について説明する。
電子油圧ガバナは、車両、作業機や船舶等に搭載されるディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等のエンジンに付設され、そのエンジンへの燃料供給量を制御するものである。
本実施形態では、ディーゼルエンジンに付設される電子油圧ガバナに関して説明する。 The electrohydraulic governor 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2 (a), and 2 (b).
The electrohydraulic governor is attached to an engine such as a diesel engine or a gasoline engine mounted on a vehicle, a work machine, a ship, or the like, and controls the amount of fuel supplied to the engine.
In this embodiment, an electrohydraulic governor attached to a diesel engine will be described.

電子油圧ガバナ１は、構成部品を収納するハウジングを備える。前記ハウジングは、本体２ａと蓋２ｂとによって構成される。なお、図１では、本体２ａの側壁部の描画を省略している。
また、電子油圧ガバナ１を駆動するための入力軸３及び電子油圧ガバナ１の作動を伝達するための出力軸４が設けられる。入力軸３はディーゼルエンジンのクランク軸に接続されており、電子油圧ガバナ１は、クランク軸の回転によって駆動される。
入力軸３は、前記ハウジングの本体２ａの外部から内部に向けて延出される。その内部側において入力軸３に駆動ギア５が固定される。また、本体２ａ内において駆動ギア５に噛合する従動ギア６が設けられる。駆動ギア５と従動ギア６によりギアポンプ７が構成される。ギアポンプ７は電子油圧ガバナ１に設けられる油圧ポンプであり、作動油を圧送する。 The electrohydraulic governor 1 includes a housing that accommodates components. The housing is composed of a main body 2a and a lid 2b. In FIG. 1, drawing of the side wall portion of the main body 2a is omitted.
An input shaft 3 for driving the electrohydraulic governor 1 and an output shaft 4 for transmitting the operation of the electrohydraulic governor 1 are provided. The input shaft 3 is connected to the crankshaft of the diesel engine, and the electrohydraulic governor 1 is driven by the rotation of the crankshaft.
The input shaft 3 is extended from the outside to the inside of the main body 2a of the housing. A drive gear 5 is fixed to the input shaft 3 on the inner side. A driven gear 6 that meshes with the drive gear 5 is provided in the main body 2a. The drive gear 5 and the driven gear 6 constitute a gear pump 7. The gear pump 7 is a hydraulic pump provided in the electrohydraulic governor 1 and pumps hydraulic oil.

従動ギア６には、バルブブッシング８の下端部が固定されている。バルブブッシング８は、入力軸３と平行に配置され、従動ギア６の回転とともに回転される回転体である。
バルブブッシング８は筒状の部材であり、その内部にはスプール９が軸方向に摺動可能に挿入される。バルブブッシング８の外周には、複数の環状溝が設けられ、その外周面と内周面とを連通するポートがそれぞれ設けられる。スプール９にはアクチュエータ１０が接続され、その作動によりスプール９が上下摺動される。これにより、バルブブッシング８のポートの開閉が制御され、作動油の油路が切り換えられる。アクチュエータ１０は前記ハウジングの蓋２ｂの上面に配置されている。
このように、バルブブッシング８、スプール９及びアクチュエータ１０により、コントロールバルブが構成される。 A lower end portion of the valve bushing 8 is fixed to the driven gear 6. The valve bushing 8 is a rotating body that is arranged in parallel with the input shaft 3 and is rotated along with the rotation of the driven gear 6.
The valve bushing 8 is a cylindrical member, and a spool 9 is inserted therein so as to be slidable in the axial direction. A plurality of annular grooves are provided on the outer periphery of the valve bushing 8, and ports that connect the outer peripheral surface and the inner peripheral surface are provided. An actuator 10 is connected to the spool 9, and the spool 9 is slid up and down by its operation. Thereby, opening and closing of the port of the valve bushing 8 is controlled, and the oil passage of the hydraulic oil is switched. The actuator 10 is arranged on the upper surface of the lid 2b of the housing.
Thus, the valve bushing 8, the spool 9, and the actuator 10 constitute a control valve.

出力軸４にはパワーピストン１１が連結されている。パワーピストン１１は、スプール９の上下摺動によって切り換えられる作動油の給排に応じて上下運動する。パワーピストン１１の上下運動が出力軸４の回転運動として伝達され、出力軸４の回転方向に応じて燃料供給量が増減される。
出力軸４は、前記ハウジング外に延出される出力レバー１２に連結される（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。出力レバー１２は、図示せぬ燃料供給装置のコントロールラックに連動連結される。このように、電子油圧ガバナ１では、パワーピストン１１を上下運動させて（操作して）、出力軸４を回転させて、出力レバー１２を動かすことによって燃料供給装置からエンジンへの燃料供給量を増減する。 A power piston 11 is connected to the output shaft 4. The power piston 11 moves up and down in accordance with the supply and discharge of the hydraulic oil that is switched by the vertical sliding of the spool 9. The vertical motion of the power piston 11 is transmitted as the rotational motion of the output shaft 4, and the fuel supply amount is increased or decreased according to the rotational direction of the output shaft 4.
The output shaft 4 is connected to an output lever 12 extending outside the housing (see FIGS. 2A and 2B). The output lever 12 is linked to a control rack of a fuel supply device (not shown). As described above, in the electrohydraulic governor 1, the power piston 11 is moved up and down (operated), the output shaft 4 is rotated, and the output lever 12 is moved to reduce the fuel supply amount from the fuel supply device to the engine. Increase or decrease.

バルブブッシング８の上端には、センサギア１５が固定される。センサギア１５は、スピードセンサ１６のセンシング対象であり、バルブブッシング８と一体回転する。スピードセンサ１６は、センサギア１５の回転にともなって発生するパルスを検出することでバルブブッシング８の回転数を検出する。
スピードセンサ１６は、センサギア１５の近傍に配置されており、前記ハウジングの本体２ａの側壁部に固定されている。 A sensor gear 15 is fixed to the upper end of the valve bushing 8. The sensor gear 15 is a sensing target of the speed sensor 16 and rotates integrally with the valve bushing 8. The speed sensor 16 detects the number of rotations of the valve bushing 8 by detecting pulses generated as the sensor gear 15 rotates.
The speed sensor 16 is disposed in the vicinity of the sensor gear 15 and is fixed to the side wall portion of the main body 2a of the housing.

スピードセンサ１６及びアクチュエータ１０は、適宜の制御装置（操作盤）に接続されている。制御装置は、スピードセンサ１６からの検出信号を受信するとともに、アクチュエータ１０に信号を送信する。つまり、制御装置は、スピードセンサ１６によって検出される回転数に基づいて、アクチュエータ１０の作動を電子制御することによって、燃料供給量を制御する。   The speed sensor 16 and the actuator 10 are connected to an appropriate control device (operation panel). The control device receives a detection signal from the speed sensor 16 and transmits a signal to the actuator 10. That is, the control device controls the fuel supply amount by electronically controlling the operation of the actuator 10 based on the rotation speed detected by the speed sensor 16.

このように、バルブブッシング８に、スピードセンサ１６のセンシング対象であるセンサギア１５を設けることによって、回転数検出用のセンサギア１５を設けるための回転軸等を新たに追加する必要がなく、構成部材をコンパクトに配置することが可能となる。これにより、電子油圧ガバナ１をコンパクト化することが可能となる。従って、電子油圧ガバナ１を小型のディーゼルエンジンに適用できる。   In this way, by providing the valve bushing 8 with the sensor gear 15 that is the sensing target of the speed sensor 16, there is no need to newly add a rotating shaft or the like for providing the sensor gear 15 for detecting the rotation speed, and the constituent members A compact arrangement is possible. Thereby, the electrohydraulic governor 1 can be made compact. Therefore, the electrohydraulic governor 1 can be applied to a small diesel engine.

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、バルブブッシング８には、三種類のポート２０・２１・２２が設けられる。これらポート２０・２１・２２は、周方向に複数設けられており、その回りには環状溝がそれぞれ形成されている。バルブブッシング８の内部は、各ポート２０・２１・２２及び環状溝を介して外部と連通可能である。
高圧ポート２０は、ギアポンプ７から圧送される高圧油路２４及びパワーピストン１１の上部側に面する高圧油室２５に通じる。制御ポート２１は、パワーピストン１１の下部側に面する制御油室２６に通じる。ドレンポート２２は、ドレン油路２７に通じる。パワーピストン１１によって仕切られる高圧油室２５側の受圧面積は、制御油室２６側のものよりも小さく設定されている。
また、高圧油路２４にはリリーフバルブ２８が設けられており、ギアポンプ７によって圧送される高圧油の圧力が一定になるように設定される。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the valve bushing 8 is provided with three types of ports 20, 21, and 22. A plurality of these ports 20, 21 and 22 are provided in the circumferential direction, and annular grooves are formed around them. The inside of the valve bushing 8 can communicate with the outside through the ports 20, 21, 22 and the annular groove.
The high-pressure port 20 communicates with a high-pressure oil passage 24 fed from the gear pump 7 and a high-pressure oil chamber 25 facing the upper side of the power piston 11. The control port 21 communicates with a control oil chamber 26 facing the lower side of the power piston 11. The drain port 22 leads to a drain oil passage 27. The pressure receiving area on the high pressure oil chamber 25 side partitioned by the power piston 11 is set smaller than that on the control oil chamber 26 side.
In addition, a relief valve 28 is provided in the high-pressure oil passage 24 and is set so that the pressure of the high-pressure oil pumped by the gear pump 7 is constant.

スプール９の径はバルブブッシング８の内径よりも小さく設定されるとともに、スプール９の中途部には、径方向に突出するランド３０が設けられている。ランド３０は、バルブブッシング８の内周面に摺接する。つまり、スプール９は、ランド３０を有することによって、中途部に段差を有する形状に形成されている。また、ランド３０は、バルブブッシング８の制御ポート２１の近傍位置に配置するように、スプール９とバルブブッシング８との位置関係が決定されている。
バルブブッシング８の内周面とスプール９との間には、ランド３０の上方に高圧通路３１が形成され、下方には低圧通路３２が形成される。 The diameter of the spool 9 is set smaller than the inner diameter of the valve bushing 8, and a land 30 protruding in the radial direction is provided in the middle of the spool 9. The land 30 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve bushing 8. That is, the spool 9 is formed in a shape having a step in the middle portion by having the land 30. Further, the positional relationship between the spool 9 and the valve bushing 8 is determined so that the land 30 is disposed in the vicinity of the control port 21 of the valve bushing 8.
A high pressure passage 31 is formed above the land 30 and a low pressure passage 32 is formed below the land 30 between the inner peripheral surface of the valve bushing 8 and the spool 9.

図２（ａ）に示すように、ランド３０が制御ポート２１よりも上方にある場合、制御油室２６は低圧通路３２を介してドレン油路２７に連通する。これにより、高圧油室２４に供給される高圧油によってパワーピストン１１が下方に移動する。
図２（ｂ）に示すように、ランド３０が制御ポート２１よりも下方にある場合、制御油室２６は高圧通路３１を介して高圧油路２４に連通する。これにより、制御油室２６と高圧油室２４に同圧の高圧油が供給される。パワーピストン１１の受圧面積の差によって、パワーピストン１１が上方に移動する。
本実施形態では、パワーピストン１１が上方へ移動すると燃料供給量が増え、下方へ移動すると燃料供給量が減るように、出力軸４及び出力レバー１２の動きを設定している。 As shown in FIG. 2A, when the land 30 is above the control port 21, the control oil chamber 26 communicates with the drain oil passage 27 via the low pressure passage 32. As a result, the power piston 11 moves downward by the high pressure oil supplied to the high pressure oil chamber 24.
As shown in FIG. 2B, when the land 30 is below the control port 21, the control oil chamber 26 communicates with the high pressure oil passage 24 via the high pressure passage 31. As a result, high pressure oil of the same pressure is supplied to the control oil chamber 26 and the high pressure oil chamber 24. Due to the difference in pressure receiving area of the power piston 11, the power piston 11 moves upward.
In the present embodiment, the movements of the output shaft 4 and the output lever 12 are set so that the fuel supply amount increases when the power piston 11 moves upward and the fuel supply amount decreases when it moves downward.

図３に示すように、センサギア１５を設けずに、バルブブッシング８の上端部に複数の縦溝４０を形成するようにしてもよい。縦溝４０は、バルブブッシング８の周方向に間隔を空けて並べられる。スピードセンサ１６は、縦溝４０の回転に伴って発生するパルスを検出することでバルブブッシング８の回転数を検出する。
このように、センサギア１５に替えて、バルブブッシング８に縦溝４０を形成することによって部品点数を減らすことが可能となる。 As shown in FIG. 3, a plurality of vertical grooves 40 may be formed in the upper end portion of the valve bushing 8 without providing the sensor gear 15. The longitudinal grooves 40 are arranged at intervals in the circumferential direction of the valve bushing 8. The speed sensor 16 detects the number of rotations of the valve bushing 8 by detecting a pulse generated as the vertical groove 40 rotates.
In this way, the number of parts can be reduced by forming the vertical groove 40 in the valve bushing 8 instead of the sensor gear 15.

１：電子油圧ガバナ、３：入力軸、７：ギアポンプ、８：バルブブッシング、１０：アクチュエータ、１１：パワーピストン、１５：センサギア、１６：スピードセンサ   1: electrohydraulic governor, 3: input shaft, 7: gear pump, 8: valve bushing, 10: actuator, 11: power piston, 15: sensor gear, 16: speed sensor

Claims (2)

エンジンの燃料供給装置に接続されるパワーピストンと、
前記エンジンに接続される入力軸と、
前記入力軸に固定される駆動ギア、及び前記駆動ギアにかみ合う従動ギアを有し、作動油を圧送するギアポンプと、
前記ギアポンプの従動ギアに固定されるバルブブッシング、及び前記バルブブッシング内に挿入されるスプールを有し、前記スプールの摺動に応じて前記作動油の前記パワーピストンへの油路を切り換えるコントロールバルブと、
前記スプールを摺動させるための電子制御式のアクチュエータと、
前記バルブブッシングの回転数を検出するスピードセンサと、を備え、
前記スピードセンサの検出値に応じて、前記アクチュエータにより前記スプールを摺動させることで、前記パワーピストンを操作して、前記エンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナであって、
前記バルブブッシングに前記スピードセンサのセンシング対象であるセンサギアを設けることを特徴とする電子油圧ガバナ。 A power piston connected to the engine fuel supply;
An input shaft connected to the engine;
A gear pump that has a drive gear fixed to the input shaft and a driven gear meshing with the drive gear, and that pumps hydraulic oil;
A control valve that has a valve bushing fixed to the driven gear of the gear pump, and a spool inserted into the valve bushing, and switches an oil path of the hydraulic oil to the power piston in accordance with sliding of the spool; ,
An electronically controlled actuator for sliding the spool;
A speed sensor for detecting the rotational speed of the valve bushing,
An electro-hydraulic governor that controls the amount of fuel supplied to the engine by operating the power piston by sliding the spool by the actuator according to a detection value of the speed sensor,
An electrohydraulic governor, wherein a sensor gear which is a sensing target of the speed sensor is provided on the valve bushing. エンジンの燃料供給装置に接続されるパワーピストンと、
前記エンジンに接続される入力軸と、
前記入力軸に固定される駆動ギア、及び前記駆動ギアにかみ合う従動ギアを有し、作動油を圧送するギアポンプと、
前記ギアポンプの従動ギアに固定されるバルブブッシング、及び前記バルブブッシング内に挿入されるスプールを有し、前記スプールの摺動に応じて前記作動油の前記パワーピストンへの油路を切り換えるコントロールバルブと、
前記スプールを摺動させるための電子制御式のアクチュエータと、
前記バルブブッシングの回転数を検出するスピードセンサと、を備え、
前記スピードセンサの検出値に応じて、前記アクチュエータにより前記スプールを摺動させることで、前記パワーピストンを操作して、前記エンジンへの燃料供給量を制御する電子油圧ガバナであって、
前記バルブブッシングに前記スピードセンサのセンシング対象である縦溝を設けることを特徴とする電子油圧ガバナ。 A power piston connected to the engine fuel supply;
An input shaft connected to the engine;
A gear pump that has a drive gear fixed to the input shaft and a driven gear meshing with the drive gear, and that pumps hydraulic oil;
A control valve that has a valve bushing fixed to the driven gear of the gear pump, and a spool inserted into the valve bushing, and switches an oil path of the hydraulic oil to the power piston in accordance with sliding of the spool; ,
An electronically controlled actuator for sliding the spool;
A speed sensor for detecting the rotational speed of the valve bushing,
An electro-hydraulic governor that controls the amount of fuel supplied to the engine by operating the power piston by sliding the spool by the actuator according to a detection value of the speed sensor,
An electrohydraulic governor, wherein the valve bushing is provided with a longitudinal groove which is a sensing target of the speed sensor.
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