JPH0318675Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、油圧ポンプが負荷されるデイーゼル
エンジンの馬力制御装置に関する。

デイーゼルエンジンは、負荷変動に伴なう回転
数の変化を調速機によつて抑制するようにしてお
り、第１図はこの調速機の一例を示している。

この調速機において、スロツトルレバー（図示
せず）に連動するアジヤステイングレバー１が図
示する最高速位置（フルスロツトル位置）に操作
されていたとすると、この操作位置においては上
記レバー１とテンシヨンレバー２間に介在された
コントロールスプリング３の張力が非常に強く、
このためテンシヨンレバー２の下端部はコントロ
ールブロツク４を左方に強く押圧している。この
とき、エンジン（図示せず）によつて回転されて
いるフライウエイト５の遠心力と上記コントロー
ルスプリング３の引張力とがつり合つた位置にコ
ントロールレバー６が位置し、これによつて該レ
バー６に連動するコントロールラツク７が図示す
るフルロード位置におかれる。

上記コントロールラツク７は図示していない噴
射装置の燃料噴射量を制御するものであり、矢印
Ａ方向に移動されたさいに噴射量が増大し、矢印
Ｂ方向に移動されたさいに噴射量が減少する。

いま、エンジンの回転数が上記アジヤステイン
グレバー１の位置で設定される規定回転数N₀よ
りも高くなると、フライウエイト５による遠心力
がコントロールスプリング３の引張力よりも大き
くなるので、上記テンシヨンレバー２の下端部が
コントロールブロツク４によつて右方に移動さ
れ、これと同時ガイドレバー８も右方に移動され
る。したがつてコントロールレバー６の上端が燃
料の噴射量を減少させる方向Ｂにラツクを移動さ
せ、その結果、エンジンの回転数が上記規定回転
数N₀まで戻される。なお、負荷が大きくなつて
エンジンの回転数が規定回転数よりも小さくなつ
た場合には、フライウエイト５に作用する遠心力
が小さくなことからコントロールブロツク４が左
行される。したがつてコントロールレバー６を介
してラツク７が噴射量を増大させる方向Ａに移動
され、これによつてエンジンの回転数が規定回転
数N₀まで上昇される。

第３図はエンジンの回転数と発生馬力との関係
を例示したものであり、たとえば上記アジヤステ
イングレバー１が第１図に示した最高速位置に操
作されている場合、上記調速機の作用によつてエ
ンジンの回転数はほぼ規定値N₀に維持される。

つぎにスロツトルレバーを介して上記アジヤス
テイングレバー１を第２図に示すパーシヤル位置
まで操作すると、前記コントロールスプリング３
の張力が弱くなることからテンシヨンレバー２を
左方に付勢させる力が小さくなる。この結果、フ
ライウエイト５が大きく開いてコントロールブロ
ツク４を右方に移動させ、それによつて上記コン
トロールレバー６つまりラツク７が図示するよう
に噴射量低減方向に移動される。そしてフライウ
エイトに作用する遠心力と上記コントロールスプ
リング３の引張力がつり合つた位置に上記ラツク
７が停止される。すなわち、第２図に示したアジ
ヤステイングレバー１の操作位置においては、低
回転でフライウエイト５が開くので、結局、エン
ジンの回転数は上記レバー１の操作位置に対応し
た第３図に示すN₁回転（無負荷アイドル回転数）
に設定される。なお、負荷の大小によつてエンジ
ン回転がN₁よりも大きくなつた場合または小さ
くなつた場合には、前記と同様にフライウエイト
５の作用によつてエンジン回転がN₁となるよう
にコントロールラツク７が制御される。

ところで、上記アジヤステイングレバー１を第
１図に示すフルスロツトル位置から第２図に示す
パーシヤル位置に操作した場合、PS₀をフルスロ
ツトル時の最大発生馬力、PS₁をパーシヤル時の
最大発生馬力とすると第３図に示すようにエンジ
ンの馬力がΔPS＝PS₀−PS₁だけ低下し、これに
伴つて燃料の消費量も（ΔPS／PS₀）×100％だけ
減少する。そこで発生馬力が低下しても支障をき
たさない軽負荷時においては、上記アジヤステイ
ングレバー１をパーシヤル位置に操作して燃量消
費量を少なくすることが考えられるが、エンジン
によつて油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプよ
り吐出される作動油で油圧シリンダ等の作業機駆
動用のアクチユエータを作動させるパワーシヨベ
ル等の建設機械においては以下のような不都合を
伴なう。

すなわち、エンジン回転数がN₀のときのエン
ジン出力馬力PS₀で上記油圧ポンプが駆動された
場合、該ポンプの作動油吐出流量と吐出圧の変化
しうる領域は第４図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ点を結
んだ範囲内となり、またエンジン回転数がN₁の
ときのエンジン出力馬力PS₁で上記油圧ポンプが
駆動された場合の同領域は同図のAB′C′D′E点を
結んだ範囲内となる。

同図に示す如く、上記アジヤステイングレバー
１をパーシヤル位置に操作した場合、ポンプの最
大吐出流量が該レバー１をフルスロツトル位置に
操作した場合のそれよりもN₁／N₀だけ小さくな
り、これは、斜板角を最大にしたときにおける上
記ポンプの吐出流量をｑ（c.c.／rev）とした場合に
該ポンプの吐出量Ｑ（c.c.／min）が Ｑ∞ｑ×Ｎ ……(1) ただし、Ｎはエンジンの回転数 で表わされることからも明らかである。

以上の理由から、上記アジヤステイングレバー
１をフルスロツトル位置からパーシヤル位置に変
化させた場合、燃料の消費量の節減を図ることが
できる半面、ポンプの最大吐出流量を制限させる
ことになる。そしてこの吐出量の制限は、上記ポ
ンプの吐出油で駆動されるアクチユエータ、たと
えばパワーシヨベルの作業機駆動用シリンダのサ
イクルタイムを長くさせるので、上記作業機の操
作性を損わせる。

本考案はかかる点に鑑み、上記ポンプの最大吐
出流量を制限することなくエンジンの発生馬力を
低減しうるデイーゼルエンジンの馬力制御装置を
提供することを目的としている。

そのため本考案においては、エンジン目標回転
数を設定するスロツトルレバーと、エンジン回転
に対応して回転するフライウエイト、前記スロツ
トルレバーで設定された目標回転数に対応する力
と前記フライウエイトの遠心力とが釣り合う位置
に移動されるブロツク部材、このブロツク部材に
連結されその移動位置に応じて燃料噴射量を制御
するコントロールラツク、および前記ブロツク部
材を前記コントロールラツクの最大変位位置に対
応する位置に規制するフルロードストツパとを具
えた調速機と、エンジンの回転数を検出するエン
ジン回転検出手段と、前記エンジンによつて駆動
され、斜板角の制御により吐出量が制御される油
圧ポンプと、前記スロツトルレバーによつて設定
された目標回転数とエンジン回転検出手段の検出
値との偏差に基づき前記油圧ポンプの斜板角を可
変制御する制御手段とを具えたデイーゼルエンジ
ンの馬力制御装置において、 エコノミースイツチと、このエコノミースイツ
チの投入により、前記ブロツク部材に対する前記
調速機のコントロールラツクの相対位置を燃料噴
射量が減少する方向に所定量だけ強制的に移動さ
せるコントロールラツク強制移動手段とを具える
ようにする。

以下、図示する実施例を参照しながら本考案を
詳述する。

第５図は、パワーシヨベル等の建設機械に適用
した本考案に係る馬力制御装置の一実施例を示し
ている。

同図において、デイーゼルエンジン１０は調速
機１１を付設した燃料噴射ポンプ１２を備え、該
エンジンの出力軸は油圧ポンプ１３，１４の入力
軸に連結されている。そして上記調速機１１のア
ジヤステイングレバー１はオペレータ室に備えら
れたスロツトルレバー１５に連結され、また後述
する最大ラツク変位位置規制用レバー１６はその
一端がソレノイド１７に連結されている。なお上
記ポンプ１３，１４より吐出される作動油は、建
設機械の作業機を駆動する油圧アクチユエータ
（油圧シリンダ、油圧モータ）に供給される。

ポテンシヨメータ１８は上記スロツトルレバー
１５つまり上記アジヤステイングレバー１の操作
角を電気信号として検出するものであり、また回
転数検出器１９は上記エンジン１０の出力軸の回
転数を電気信号として検出するものである。さら
に上記油圧ポンプ１３，１４は各々付設したサー
ボ機構２０，２１は、該ポンプ１３，１４の斜板
角を入力信号の大きさに対応した角度に位置させ
るものである。

制御回路２２は、上記ポテンシヨメータの出力
信号S₁（エンジン回転数指令信号）と上記回転数
検出器１９の出力信号S₂との偏差をとる手段を内
蔵し、その偏差信号S₃を上記サーボ機構２０，２
１に斜板制御信号として入力する。また、この制
御回路２２はエコノミースイツチ２３が投入
（ON）されたさいに上記ソレノイド１７を付勢
させる手段を内蔵している。

つぎに上記最大ラツク変位位置規制用レバー１
６の付設態様と作用を第６図ないし第８図を参照
して説明する。なお、同各図において第１図に示
した要素と同一の要素には同一の符号を付してあ
る。

第６図に示すように上記レバー１６は略Ｌ字状
をなし、その先端部に第７図に拡大して示すＵ字
状の切欠き１６ａを形成してこの切欠き１６ａに
前記コントロールレバー６の下端を嵌入係合させ
てある。したがつて上記ソレノイド１７を付勢さ
せると、第８図に示す如く上記レバー１６がその
回動支点２４を中心として左方に所定角度回動さ
れ、これによつて上記コントロールレバー６が回
動支点２５を中心として右方に回動される。この
結果、前記コントロールラツク７が右方に移動さ
れ、これに伴つて上記噴射装置１２による燃料の
噴射量が減少される。すなわち、ソレノイド１７
が付勢されたときには、ラツク７の位置はその時
点のブロツク部材の位置によつて決定される位置
から所定量だけ燃料噴射量減少方向に移動される
ことになり、この実施例では、この移動量は第１
図のフルロード位置から第２図のパーシヤル位置
までへの移動距離となるよう上記レバー１６のレ
バー比などを設定してある。第６図および第８図
において、１００はコントロールラツク７の位置
を最大変位位置に規制するフルロードストツパで
あり、このフルロードストツパ１００は第１図お
よび第２図に示した従来構成にも備えられてい
る。

この実施例に示した装置の作用は以下のとおり
である。すなわち上記エコノミースイツチ２３を
投入していない場合には、第６図に示した調速機
１１におけるコントロールレバー６の下端回動点
は第１図に示した調速機のそれと同一位置にあ
り、したがつて両調速機は全く同一の調速動作を
行なう。つまりエンジン１０の回転数が第３図に
示した値N₀となるように調速動作する。

つぎに上記エコノミースイツチ２３がオペレー
タによつて投入されると、上記ソレノイド１７が
付勢されてラツク７が第８図に示した位置まで移
動される。この結果、燃料の噴射量が減少してエ
ンジン１０の回転数が低下するが、このときスロ
ツトルレバー１５は操作されていないので、ポテ
ンシヨメータ１８の出力信号S₁の値は上記エンジ
ン回転数N₀を指令する値に保持されている。し
たがつて上記制御回路２２より指令回転数N₀と
低下したエンジン回転数との偏差を示す信号S₃が
出力され、この信号S₃は低下したエンジン回転数
が上記指令回転数N₀となるように上記ポンプ１
３，１４の斜板角を制御する。

第１図に示した調速機においては、エンジンの
回転数がアジヤステイングレバー１の操作位置に
よつて一義的に設定されるので、アジヤステイン
グレバー１の操作によつてコントロールラツク７
が第２図に示す位置に移動された場合、たとえ上
記のようにポンプ１３，１４の斜板角を制御して
もエンジンの回転数を上記値N₀に維持させるこ
とは不可能である。すなわち第２図に示すラツク
の作動状態において、上記ポンプの斜板角を制御
してエンジンの回転数を大きくさせると、フライ
ウエイト５の作用によつてエンジン回転数が第３
図に示した値N₁となるようにラツク７が右方に
移行されるので、エンジン回転数を値N₀に保持
させることはできない。

これに対し上記実施例の装置によれば、第８図
に示すラツクの作動状態においてコントロールス
プリング３は第６図の場合と同様の強さで前記テ
ンシヨンレバー２を引張しており、したがつてエ
ンジンの回転数が上記N₁回転に制限されること
はない。それ故、上記ポンプ１３，１４の斜板を
制御すればエンジンの馬力を低下させた状態でエ
ンジン回転数を規定回転数N₀に維持させること
ができ、第９図はこのような作用を示している。

上記のように馬力を低下させた状態でエンジン
の回転数をN₀に維持させた場合、上記ポンプ１
３，１４の作動油吐出流量と吐出圧の変化しうる
領域は第１０図におけるＡ、B″、C″、Ｄ、Ｅ点
を結ぶ範囲内となり、したがつてそれらのポンプ
はその最大吐出量Q_MAXを確保しうる。それ故、
この実施例の装置によれば上記ポンプ１３，１４
吐出油で作動される油圧アクチユエータのサイク
ルタイムに影響を与えることなく燃料の消費量を
低減することができる。

なお、上記レバー１６は、上記コントロールラ
ツク７のＡ方向（噴射量増大方向）への最大変位
位置を規制する作用をなすので、これと同様の機
能を有するものであればそれを代用することがで
きる。すなわち、たとえば上記コントロールラツ
ク７とコントロールレバー６間を結ぶロツド２６
の長さを外部操作で変化させるように構成して上
記最大変位位置を規制するようにしてもよい。も
ちろんその場合、コントロールレバー６の下端は
第１図に示したように所定位置に枢支される。

また上記実施例では、上記レバー１６とソレノ
イド１７によつてコントロールレバー６の下端位
置を変化させているが、電動機または電気−油圧
サーボ機構によつて上記レバー６の下端位置を連
続的に変化させるようにすることも可能であり、
かくすれば、負荷の大きさに応じたより幅広いエ
ンジンの馬力制御を行なうことができる。

本考案はもちろん、空気式調速機等の他の形式
の調速機を備えたエンジンにも適用しうる。

本考案に係るデイーゼルエンジンの馬力制御装
置によれば、エンジンの回転数を変化させること
なく、すなわち該エンジンによつて駆動される油
圧ポンプの最大吐出量を確保した状態で上記エン
ジンの馬力を低下させることができる。したがつ
て、上記油圧ポンプの吐出油で作動される油圧ア
クチユエータのサイクルタイムに影響を与えるこ
となく燃費の節約を図ることができる。なお、実
施例に示したエコノミースイツチ２３を投入した
場合と投入しない場合の１馬力、１時間当りの燃
料消費料wgは同一であるので、上記スイツチを
投入した場合Ｗ×ΔPS（ｇ／ｈ）の燃料が節約で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、各々従来の調速機の構
成と作用を示した図、第３図はエンジンの回転数
と発生馬力との関係および調速機の作用を示す特
性図、第４図は第１図に示した調速器の作用に基
づく油圧ポンプの吐出流量と吐出圧の関係を示し
た特性図、第５図は本考案に係る制御装置の一実
施例を概念的に示したブロツク図、第６図および
第８図は本考案に係る調速器の一例とその作動態
様を示した図、第７図はコントロールレバーと最
大ラツク変位位置規制用レバーとの係合関係を示
した部分拡大図、第９図は本考案に係る制御装置
によつて調速を行なつた場合のエンジン回転数と
発生馬力との関係を示した特性図、第１０図は本
考案の装置によつてエンジンの馬力を制御した場
合における油圧ポンプの吐出流量と吐出圧との関
係を示した特性図である。 １……アジヤステイングレバー、２……テンシ
ヨンレバー、３……コントロールスプリング、５
……フライウエイト、６……コントロールレバ
ー、７……コントロールラツク、１０……エンジ
ン、１１……調速機、１３，１４……油圧ポン
プ、１５……スロツトルレバー、１６……最大ラ
ツク変位位置規制用レバー、１７……ソレノイ
ド、１８……ポテンシヨメータ、１９……回転数
検出器、２０，２１……サーボ機構、２２……制
御回路、２３……エコノミースイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジン目標回転数を設定するスロツトルレバ
   ーと、 エンジン回転に対応して回転するフライウエイ
   ト、前記スロツトルレバーで設定された目標回転
   数に対応する力と前記フライウエイトの遠心力と
   が釣り合う位置に移動されるブロツク部材、この
   ブロツク部材に連結されその移動位置に応じて燃
   料噴射量を制御するコントロールラツク、および
   前記ブロツク部材を前記コントロールラツクの最
   大位位置に対応する位置に規制するフルロードス
   トツパとを具えた調速機と、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転検出
   手段と、 前記エンジンによつて駆動され、斜板角の制御
   により吐出量が制御される油圧ポンプと、 前記スロツトルレバーによつて設定された目標
   回転数とエンジン回転検出手段の検出値との偏差
   に基づき前記油圧ポンプの斜板角を可変制御する
   制御手段とを具えたデイーゼルエンジンの馬力制
   御装置において、 エコノミースイツチと、 このエコノミースイツチの投入により、前記ブ
   ロツク部材に対する前記調速機のコントロールラ
   ツクの相対位置を燃料噴射量が減少する方向に所
   定量だけ強制的に移動させるコントロールラツク
   強制移動手段と、 を具えるデイーゼルエンジンの馬力制御装置。