JPH10141158A - ディーゼルエンジンの暖機促進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で即ち低コストでディーゼルエン
ジンの低温始動直後の暖機を促進する装置を提供する。 【解決手段】 ポンプ室１内の燃料油圧が下がると噴射
時期を遅角するタイマ２を有する燃料噴射ポンプ３と、
該燃料噴射ポンプ３へ燃料を供給する送油管４７に介設
されオン時に流量を制限しオフ時に制限を解除する流量
制限弁５４と、該流量制限弁５４をエンジンの暖機運転
時にオンし通常運転時にはオフする制御手段５５とから
なる。流量制限弁５４により燃料噴射ポンプ３への燃料
流量を絞ると、ポンプ室１内の燃料油圧が下がるためタ
イマ２によって噴射時期が遅角され、同時に噴射圧力も
下がる。これにより、必要な出力を得るためには通常よ
りも燃料の消費量が多くなり、それによって発生した熱
量分だけ暖機が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの暖機促進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低温雰囲気でディーゼルエンジンを始動
させた場合、始動直後はエンジンの冷却水が未だ暖まっ
ていないため、ヒータが十分な暖房性能を発揮できな
い。そこで、従来、ディーゼルエンジンの低温始動直後
の暖機促進を行うべく、エンジン本体の改良および暖機
補助装置の付設等の措置を行ってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなエ
ンジン本体の改良および暖機補助装置の付設は、全体の
構成が複雑化して高コスト化を招く。このため、簡単な
構成で即ち低コストでディーゼルエンジンの低温始動直
後の暖機を促進する装置が望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに創案された本発明は、ポンプ室内の燃料油圧が下が
ると噴射時期を遅角するタイマを有する燃料噴射ポンプ
と、該燃料噴射ポンプへ燃料を供給する送油管に介設さ
れオン時に流量を制限しオフ時に制限を解除する流量制
限弁と、該流量制限弁をエンジンの暖機運転時にオンし
通常運転時にはオフする制御手段とを備えて構成されて
いる。

【０００５】本発明によれば、暖機運転時には制御手段
によって流量制限弁がオンされ、燃料噴射ポンプへの燃
料流量が制限される。すると、ポンプ室内の燃料油圧が
正規の油圧まで上昇せず、タイマによって噴射時期が正
規のタイミングよりも遅角されると共に、燃料噴射圧力
が正規の圧力よりも下がりぎみになる。このように噴射
時期が遅れ且つ噴射圧力が下がるため、必要な出力を得
るためには流量制限弁がオフとなる通常運転時よりも燃
料の消費量（噴射量）が多くなり、それによって発生し
た熱量分だけ暖機が促進される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【０００７】図１に本実施形態に係るディーゼルエンジ
ンの暖機促進装置の概要を示す。この暖機促進装置は、
ポンプ室１内の燃料油圧が下がると噴射時期を遅角する
タイマ２を有する燃料噴射ポンプ３を備えている。

【０００８】燃料噴射ポンプ３には、ディーゼルエンジ
ンのクランクシャフトの回転がベルトまたはギヤを介し
て伝達されるドライブシャフト４が設けられている。ド
ライブシャフト４には、燃料噴射ポンプ３の導入口５か
ら取り込まれた燃料を加圧し、吐出口６からポンプ室１
内に吐出するフィードポンプ７が設けられている。ポン
プ室１内の燃料の圧力は、フィードポンプ７の回転数に
比例するが、規定圧力以上になるとレギュレーティング
バルブ８によって過剰燃料が吸入側に戻されるようにな
っている。また、ポンプ室１の上部に設けられたオーバ
フローバルブ９は、ポンプ室１内の油温を一定に保つよ
うに働き、過剰燃料を燃料タンク１０に戻す。

【０００９】ドライブシャフト１には、クロスカップリ
ング１１を介してカムディスク１２が軸方向にスライド
自在に設けられ、カムディスク１２にはプランジャ１３
が設けられている。カムディスク１２は、プランジャス
プリング１４によってローラ１５に押し付けられてお
り、ローラ１５は、ドライブシャフト４から切り離して
配置されたローラホルダ１６に設けられている。この構
成によれば、ドライブシャフト４が回転すると、カムデ
ィスク１２が回転しつつローラ１５に乗り上げスプリン
グ１４で押し付けられて往復運動し、これに同期してプ
ランジャ１３がプランジャバレル１７内を回転しつつ往
復運動する。

【００１０】プランジャ１３には、吸入溝１８、燃料通
路１９、排出通路２０、リーク通路２１が形成されてお
り、プランジャバレル１７には、吸入溝１８に出合う吸
入口２２、排出通路１８に出合う排出口２３が形成され
ている。この構成によれば、プランジャ１３の吸入溝１
８がバレル１７の吸入口２２に出合ったとき、ポンプ室
１内の燃料が導入通路２４を通って圧縮室２５内に導か
れ、プランジャ１３の排出通路１８がバレル１７の排出
口２３と出合ったとき、プランジャ１３によって高圧に
された圧縮室２５内の燃料がデリバリバルブ２６を開弁
して燃料噴射ノズル２７に向かう。

【００１１】上記ドライブシャフト４には、フィードポ
ンプ７とクロスカップリング１１との間に、ガバナ２８
を駆動するためのドライブギヤ２９が設けられている。
ガバナ２８は、ドライブシャフト４に並設されたガバナ
シャフト３０と、ガバナシャフト３０に挿通されドライ
ブギヤ２９に噛合されたフライウェイトホルダギヤ３１
とを有している。フライウェイトホルダギヤ３１の回転
速度が高まると、フライウェイト３２が遠心力で広がっ
て、ガバナシャフト３０に被嵌されたガバナスリーブ３
３が右方に押し出される。すると、レバー３４が枢軸３
５を時計廻りに回動してコントロールスリーブ３６が左
方（リーク側）に移動し、プランジャ１３の圧縮有効ス
トロークが小さくなり、噴射量が減ってエンジン速度が
落ちる。

【００１２】他方、フライウェイトホルダギヤ３１の回
転速度が低くなると、フライウェイト３２が閉じ、レバ
ー３４がガバナスプリング３７で引かれて枢軸３５を逆
時計廻りに回動し、ガバナスリーブ３６が右方（反リー
ク側）に移動し、プランジャ１３の圧縮有効ストローク
が大きくなり、噴射量が増えてエンジン速度が上がる。
上記ガバナスプリング３７は、コントロールレバー３８
の回動によってそのセット力が変えられるようになって
おり、コントロールレバー３８はアクセルペダルに連結
されている。

【００１３】以上まとめると、ドライブシャフト４（即
ちエンジン）の回転速度が高まってフライウェイト３２
の遠心力がガバナスプリング３７のセット力よりも大き
くなると、コントロールスリーブ３６が左方（リーク
側）に移動してプランジャ１３の有効ストロークが小さ
くなり、噴射量が減ってエンジンの回転速度が低くな
る。逆にドライブシャフト４（エンジン）の回転速度が
低くなってフライウェイト３２の遠心力がガバナスプリ
ング３７のセット力より小さくなると、コントロールス
リーブ３６が右方（反リーク側）に移動してプランジャ
１３の有効ストロークが大きくなり、噴射量が増えてエ
ンジンの回転速度が高くなる。このように、ガバナスプ
リング３７のセット力とフライウェイト３２の遠心力の
差が、コントロールスリーブ３６の移動量となり、噴射
量がエンジン速度を一定とするように増減される。

【００１４】さて、上記ローラホルダ１６には、図２に
示すように、タイマ２を駆動するためのローラホルダピ
ン３９が取り付けられている。タイマ２は、ローラホル
ダピン３９が挿入されるタイマピストン４０と、タイマ
ピストン４０をスライド自在に収容するシリンダ４１と
を有する。シリンダ４１内は、タイマピストン４０によ
って、ポンプ室１内の燃料が高圧導入通路４２を介して
導かれる高圧室４３と、フィードポンプ７で加圧される
前の燃料が低圧導入通路４４を介して導かれる低圧室４
５とに仕切られている。低圧室４５には、ピストン４０
を高圧室４３側に付勢するタイマスプリング４６が設け
られている。高圧導入通路４２は、シリンダに形成され
た開口部４２ａとピストン４０内部に形成された穴部４
２ｂとからなっている。

【００１５】この構成によれば、ポンプ室１内の燃料の
圧力が高まると、図２(b) に示すように、高圧室４３内
の燃料の圧力が低圧室４５内のタイマスプリング４６の
付勢力に打ち勝ち、ピストン４０が左方に移動する。す
ると、ローラホルダ１６がドライブシャフト４の回転方
向と逆方向（図２にて時計廻り）に回動し、噴射時期が
進角される。他方、ポンプ室１内の燃料の圧力が低くな
ると、図２(a) に示すように、タイマスプリング４６の
付勢力が高圧室４３内の燃料の圧力に打ち勝ち、ピスト
ン４０が右方に移動する。すると、ローラホルダ１６が
ドライブシャフト４の回転方向と同方向（図２にて逆時
計廻り）に回動し、噴射時期が遅角される。すなわち、
タイマ２は、ポンプ室１内の燃料が高圧となるドライブ
シャフト４ （エンジン）の高回転時には進角し、ポン
プ室１内の燃料が低圧となるドライブシャフト４（エン
ジン）の低回転時には遅角する。

【００１６】このような燃料噴射ポンプ３の導入口に
は、図１に示すように、一端が燃料タンク１０に接続さ
れた送油管４７が接続されている。送油管４７には、水
や他の不純物質等を沈殿させるセジメンタ４８と、燃料
フィルタ４９を有するプライミングポンプ５０とが介設
されている。また、オーバフローバルブ９には、一端が
燃料タンク１０に接続されたオーバフローパイプ５１が
接続されている。また、デリバリバルブ２６の出口に
は、一端が燃料噴射ノズル２７に接続されたノルズパイ
プ５２が接続されている。燃料噴射ノズル２７にて余剰
となって燃料は、リリーフ管５３を通ってオーバフロー
パイプ５１に導かれるようになっている。

【００１７】本実施形態の特徴とするところは、上記プ
ライミングポンプ５０の下流側の送油管４７に、オン時
に流量を制限しオフ時にその制限を解除する流量制限弁
５４を介設すると共に、その流量制限弁５４をエンジン
の暖機運転時にオンし通常運転時にはオフする制御手段
５５を設けた点にある。

【００１８】流量制限弁５４は、図３に示すように、筒
体状の弁ケーシング５６を有している。弁ケーシング５
６には、その軸方向の一端にプライミングポンプ５０側
の送油管４７が接続される入口部５７が形成され、入口
部５７と90度ずれた側面に噴射ポンプ３側の送油管４７
が接続される出口部５８が形成されている。弁ケーシン
グ５６内には、円板部５９と筒体部６０とからなる有底
筒体状の弁体６１が、軸方向にスライド自在に収容され
ている。円板部５９には、オリフィス穴６２が形成され
ている。

【００１９】この構成によれば、弁体６１が図３に示す
ように右方に移動してオフ位置（開弁位置）となれば、
入口部５７と出口部５８との間の流路断面積が広がり、
弁体６１が左方に移動してオン位置（閉弁位置）となれ
ば、入口部５７から弁ケーシング５６内に導かれた燃料
はオリフィス穴６２を通って出口部５８に向かうため流
路断面積が狭まる。詳しくは、オリフィス穴６２を通っ
た燃料は、筒体部６０の内周側を通って弁ケーシング５
６の端部で折り返し、筒体部６０の外周側を通って出口
部５８へ向かう。

【００２０】筒体部６０の端面と弁ケーシング５６の内
壁との間には、制御手段５５の一部を構成するスプリン
グ６３が介設されている。スプリング６３は、弁体６１
をオン位置（閉弁位置）の方向に付勢する。また、弁体
６１の筒体部６０の内方には、制御手段５５の一部を構
成するコイル６４が設けられている。コイル６４は、通
電されると上記弁体６１をスプリング６３の付勢力に打
ち勝って磁気的に吸着しオフ位置（開弁位置）に移動保
持する。そして、コイル６４の通電が解除されると、弁
体６１がスプリング６３に押されてオン位置（閉弁位
置）に移動する。コイル６４の電線６５には、外気低温
雰囲気における暖機運転時に電流を供給し、通常運転時
に電流供給をカットする電流供給装置が接続されてい
る。

【００２１】以上の構成からなる本実施形態の作用につ
いて述べる。

【００２２】外気低温雰囲気にてディーゼルエンジンを
始動すると、制御手段５５によって流量制限弁５４がオ
ンされ、プライミングポンプ５０から燃料噴射ポンプ３
へ流れる流路断面積が絞られ、燃料流量が通常よりも少
なくなる。

【００２３】すると、フィードポンプ７の吐出口６から
ポンプ室１内に吐出される燃料が減り、ポンプ室１内の
燃料油圧が通常の正規の油圧まで上昇しない。これによ
り、タイマ２の高圧室４３の油圧が通常の正規の油圧よ
り低くなり、図２(a) の状態となって噴射時期が通常の
正規の時期より遅角される。また、ポンプ室１内の燃料
油圧が通常の正規の油圧まで上昇しないため、導入通路
２４を通ってプランジャバレル１７内の圧縮室２５に導
かれる燃料が減り、燃料噴射圧力が正規の圧力よりも下
がりぎみになる。

【００２４】このように噴射時期が遅れ且つ噴射圧力が
下がるため、エンジンの回転速度が通常よりも下がる。
すると、ガバナ２８がそれを補正しようとしてコントロ
ールスリーブ３６を反リーク側に移動させてプランジャ
１３の有効ストロークを大きくし、これにより通常運転
時よりも燃料の消費量（噴射量）が多くなり、それによ
って発生した熱量分だけ暖機が促進される。すなわち、
噴射時期が通常よりも遅れ且つ噴射圧力が通常よりも下
がるため、必要な出力を得るためには流量制限弁５４が
オフとなる通常運転時よりも燃料の消費量（噴射量）が
多くなり、それによって発生した熱量分だけ暖機が促進
されるのである。

【００２５】なお、実験によれば、低温始動時に燃料流
量を制限することで、10分後の冷却水に10℃の昇温効果
があった。その後、暖機が十分完了したならば、制御手
段５５が流量制限弁５４をオフする。すると、プライミ
ングポンプ５０から燃料噴射ポンプ３へ流れる流路断面
積が通常の状態に戻り、燃料流量が通常状態となる。よ
って、問題なく通常の運転を行うことができる。上述の
ような暖機促進効果は、ポンプ室１内の燃料油圧が下が
ると噴射時期を遅角するタイマ２を有する既存の燃料噴
射ポンプ３に、流量制限弁５４と制御手段５５とを付加
するという極めて簡単な構成で即ち低コストで、達成す
ることができる。

【００２６】流量制限弁５４および制御手段５５の変形
実施例を図４に示す。この流量制限弁５４は、基本的に
は図３に示すものと同様の構成となっており、弁体６１
をコイル６４ではなくダイヤフラム６６を用いたバキュ
ーム力によってオフ位置に移動させる制御手段５５によ
って作動させるようにした点のみが異なっている。すな
わち、薄膜６７で仕切られた減圧室６８を図示しないバ
キューム装置によって減圧すると、薄膜６７が右方に引
かれて薄膜６７に取り付けられた弁体６１がスプリング
６３の付勢力に打ち勝って右方に移動し、オフ位置（開
弁位置）となる。そして、減圧室６８の減圧を解除する
と、弁体６１がスプリング６３の付勢力によって左方に
移動し、オン位置（閉弁位置）となる。

【００２７】また、図３または図４に示す流量制限弁５
４を、フィードポンプ７の上流に位置させて燃料噴射ポ
ンプ３の内部に一体的に内蔵してもよい。また、流量制
限弁５４を作動させる制御手段として、エンジンの冷却
水の水温によって伸縮するワックスピストンを用いても
よい。このワックスピストンは、冷却水に接触する容器
内に充填された蝋（パラフィン）の熱伸縮を作動源と
し、冷却水温が低いときには流量制限弁５４をオンして
流量を制限し、冷却水温が高くなると流量制限弁５４を
オフして制限を解除するものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るディー
ゼルエンジンの暖機促進装置によれば、既存の燃料噴射
ポンプに流量制限弁と制御手段とを付加するという簡単
な構成で即ち低コストで、ディーゼルエンジンの低温始
動直後の暖機を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置実施形態を示すディーゼルエンジ
ンの暖機促進装置の概略図である。

【図２】上記暖機促進装置の燃料噴射ポンプのタイマ部
分を示す図である。

【図３】上記暖機促進装置の流量制限弁および制御手段
を示す断面図である。

【図４】上記流量制限弁および制御手段の別の実施形態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ室 ２ タイマ ３ 燃料噴射ポンプ ４７ 送油管 ５４ 流量制限弁 ５５ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室内の燃料油圧が下がると噴射時
   期を遅角するタイマを有する燃料噴射ポンプと、該燃料
   噴射ポンプへ燃料を供給する送油管に介設されオン時に
   流量を制限しオフ時に制限を解除する流量制限弁と、該
   流量制限弁をエンジンの暖機運転時にオンし通常運転時
   にはオフする制御手段とを備えたことを特徴とするディ
   ーゼルエンジンの暖機促進装置。