調速器的製作方法
2023-05-23 00:06:56
專利名稱：調速器的製作方法
技術領域：
本申請涉及用於柴油發動機等內燃機的調速器。
背景技術：
以往，在柴油發動機中設置離心式調速器的技術是公知的。離心式調速器採用的結構為通過設置在曲軸上的曲軸齒輪、經由齒輪等驅動調速器軸轉動，在該調速器軸上外嵌有調速器平衡塊，通過滑動體使該調速器平衡塊與調速器杆相連，使該調速器杆與燃料噴射泵中用於燃料調節的控制器杆聯動連接(例如，參見專利文獻1)。
在這種結構中，若起動發動機，則使其以設定轉速的轉動，之後，若高於設定轉速，則藉助離心力打開調速器平衡塊且滑動體滑動，並使調速器杆轉動，使控制器杆向減少側移動，減少燃料噴射泵的燃料噴射量，相反，若降低轉速以致施加在調速器平衡塊上的離心力減小，則通過沿相反方向加載的彈簧使其閉合，從而使燃料噴射泵的控制杆向增量側移動，以增加燃料噴射泵的燃料噴射量。
特開2003-27966號公報發明內容在以往的調速器中，調速器杆由與所述控制器杆相連的第一桿，通過限制部以規定範圍限制該第一桿轉動的第二桿，與限制器接觸以可以調節燃料的增量的第三桿構成。但是，由於採用了由三根杆構成調速器杆的結構，因此，存在部件數量多，成本高且加工工時增加的不良情況。
另外，為了在調速器中減少在中低速轉動區中的燃料噴射泵的燃料噴射量，在提供噴油量自動調節特性的情況下，由於噴油量自動調節裝置的結構複雜，因此，存在部件數量較多，成本很高的不良情況。
本發明所要解決的課題如上所述，下面，對解決所述課題的手段加以說明。
即，在權利要求1中，一種單氣缸柴油發動機用調速器，配有第一桿(16)和與該第一桿(16)連接的調速器杆軸(18)，其特徵在於，在第一桿(16)上經由彈簧(22)連接第二桿(17)，所述第二桿(17)具有限制部，所述第二桿(17)固定在調速器杆軸(18)上。
另外，使發動起的起動容易，可以將由調速器產生的中低速轉動區中的燃料噴射泵的燃料噴射量降低。
如權利要求2所述，第二桿(17)由上、下的軸承部(17a·17a)、連接上、下的軸承部的部位、以及限制部(17c)構成，將調速器杆軸(18)插入所述軸承部(17a·17a)，同時用螺母緊固，限制部(17c)與側面相對向地設置，調速器杆軸(18)與第一桿(16)的連接部位於第二桿(17)的軸承部(17a·17a)之間。
如權利要求3所述，具有第一桿(16)中的接觸部、對應於該接觸部的第二桿(17)的接觸體。
如權利要求4所述，彈簧(22)位於第一桿(16)的兩側，包含各自的一端插入到第一桿(16)的插入孔中、另一端固定到第二桿(17)的側面上的兩個彈簧。
作為本發明的效果，能夠實現以下的效果。
在權利要求1中，調速器杆易於組裝，第一桿的固定結構也可以簡單地構成。另外，可以容易地進行調速器杆軸上的調速器杆的定位。
在權利要求2中，可以利用第二桿進行第一桿的轉動限制和發動機轉速的限制，可以減少部件數目以降低成本。另外，可以將第二桿製成コ字形的簡單結構，只通過對板進行彎曲，容易地製造。
在權利要求3中，安裝結構可以為簡單的結構。另外，可以利用使第一桿與銷接觸而施力的簡單結構來實現中低速轉動區中的燃料減量結構。由於噴油量自動調節特性由銷的行程來確定，所以縮頸部的長度比第二桿的板厚形成得更長，可以由該縮頸部的臺階位置或緊固部件的厚度對行程進行調整。
在權利要求4中，對彈簧進行緊固的部分不會造成障礙，可以緊湊地將彈簧配置在第一桿和第二桿之間。
圖1為本發明一個實施例的調速器的正面圖的局部剖視平面圖；圖2為其背面圖。
圖3為其平面圖。
圖4為限制器的正面圖的局部剖視平面圖。
圖5為其它實施例的調速器的正面圖。
圖6為其背面圖。
圖7為起動時的調速器的局部剖視平面圖。
圖8為在正常運轉時的調速器的局部剖視平面圖。
圖9為圖4中銷附近的放大圖。
圖10為表示減少燃料供給量的狀態的銷附近的放大圖。
具體實施例方式
下面，對本發明的實施例進行說明。
圖1為涉及本發明一個實施例的調速器的正面圖的局部剖視平面圖，圖2為該調速器的背面圖，圖3為該調速器的平面圖，圖4為限制器的正面圖的局部剖視平面圖，圖5為另一實施例的調速器的正面圖，圖6為該調速器的背面圖，圖7為起動時調速器的局部剖面圖，圖8為正常運轉時調速器的局部剖面平面圖，圖9為圖4中銷附近的放大圖，圖10為表示減小燃料供給量的狀態的銷附近的放大圖。
利用圖1～3對本發明中調速器的結構進行說明。另外，在以下的說明中，為了方便，將圖3中箭頭A的方向作為前方。
在殼體2內，突出支承燃料噴射泵的凸輪軸3，在該凸輪軸3的突出部上固定齒輪4。另外，在凸輪軸3的側方平行設置調速器軸5，在該調速器軸5的中途固定有齒輪6，該齒輪6與所述凸輪軸3的齒輪4嚙合。並且，在調速器軸5的一側設有調速器10。
在調速器10中，利用固定在調速器軸5上的保持體12、和在其相反側可自由滑動地支承在調速器軸5上的滑動體13，保持多個球狀調速器平衡塊11。並且，滑動體13的頂端與後面所述的調速器杆15的接觸部16b·16b接觸，由離心力引起的調速器平衡塊11的運動通過滑動體13傳遞至調速器杆15。
所述調速器杆15由第一桿16和第二桿17構成。第一桿16在其縱向(左右)中途部設有軸承部16a，並利用該軸承部16a可自由轉動地由樞軸支承在調速器杆軸18的下部。在第一桿16的一側、即在軸承部16a的左(調速器軸5)側突出設置上下一對接觸部16b·16b，所述滑動體13的頂端部接觸該接觸部16b·16b的頂端部。另一方面，頂端部以叉狀形成的結合部16c在第一桿16的另一側、即軸承部16a的右(凸輪軸)側伸出，將用於調節對燃料噴射泵的燃料供給量的控制器杆19結合到該結合部16c上。
因此，通過聯動連接前面所述的調速器10和燃料噴射泵，當發動機的轉速提高時，與此相伴產生的轉動力通過齒輪4、6等傳遞至調速器軸5，調速器軸5的轉速升高，以便在調速器平衡塊11上作用離心力，該調速器平衡塊11向半徑方向的外側移動，從而由該調速器平衡塊11壓迫滑動體13並使其向前方滑動。而且，通過滑動體13的滑動，由該滑動體13壓迫第一桿16的接觸部16b·16b，第一桿16在圖3中以調速器杆軸18為轉動支點沿順時針方向轉動，以使與該第一桿16的結合部16c結合的控制器杆19向後移動，從而減少燃料噴射泵的燃料噴射量。
相反，當發動機的轉速降低時，作用於調速器平衡塊11上的離心力減小，調速器平衡塊11向半徑方向內側移動，滑動體13由第一桿16推壓並向後滑動。此時，通過後面所述的彈簧22對第一桿16進行加載，並且在圖3中，以調速器杆軸18為轉動支點向逆時針方向轉動，沿與前面所述相反的向前方向移動控制器杆19，從而使燃料噴射泵的燃料噴射量增加。因此，可以通過調速器杆15的第一桿16的轉動，控制燃料噴射泵的燃料噴射量，使發動機的轉速達到設定的轉速。
前面所述的第二桿17是對板進行彎曲而形成的，在其調速器軸5側上下平行地以規定間隔突出設置舌片狀軸承部17a·17a，在所述軸承部17a·17a上開有軸孔以便由調速器杆軸18支承。上下軸承部17a·17a以夾持所述第一桿16的軸承部16a的方式設置在其上下兩側，所述軸承部17a·17a中的至少一個被固定在調速器杆軸18上，以便第二桿17與調速器杆軸18一體轉動。第二桿17相對於調速器杆軸18的固定結構並不局限於螺釘緊固或焊接等，在本實施例中，上側軸承部17a的軸孔為與調速器杆軸18的外形相吻合的圓形，下側軸承部17a的軸孔以多角形狀或半月形形成。調速器杆軸18的下端外形也形成與軸孔相吻合的形狀，並通過螺母固定。因此，調速器杆15採用了使第一桿16和第二桿17插入調速器杆軸18並僅由螺母固定的簡單組裝形式。第一桿16的固定結構也為簡單的結構。另外，易於實現調速器杆15在調速器杆軸18上的定位。
另外，經由調速器杆軸18使所述第二桿17與轉速設定杆20聯動連接。轉速設定杆20固定在由殼體2支承的調速器杆軸18的上部並沿半徑方向突出，經由安裝在其突出部上的彈簧21設定發動機的轉速，並與使發動機停止的調節器手柄(圖中未示出)相連。因此，通過第二桿17能夠限制發動機的轉速。
另外，使第二桿17中與軸承部17a·17a相對側(右側)的上部彎曲，從而以側面大致呈『コ』字狀形成第二桿17，並且將前後相對設置的部分作為限制部17b·17c。使限制部17b·17c左右偏置設置，以便設置在前側的限制部17c比後側的限制部17b位於更右側。並且，在限制部17b·17c之間，沿左右方向設置並插入所述第一桿16，並使其僅可在限制部17b·17c的前後寬度範圍內轉動，以便通過限制部17b·17c限制第一桿16的轉動。因此，可以通過第二桿17進行發動機轉速的限制和第一桿16的轉動限制，從而能夠減少部件的數量並降低成本。
另外，在將第一桿16插入所述第二桿17的限制部17b·17c之間的狀態下，在限制部17b·17c中的限制部17b與第一桿16之間設有由雙重扭轉螺旋彈簧(雙扭轉彈簧)形成的彈簧22，通過該彈簧22，沿增加燃料供給量的方向對第一桿16加載。彈簧22的設置方式為其螺旋部22a·22a以夾持第一桿16的方式設置在其上下兩側，從而緊密地設置在第一桿16和第二桿17之間。
緊固部從所述彈簧22的螺旋部分22a·22a、沿大致切線方向以兩個方向伸出。一側的緊固部作為直線部分22c·22c向第一桿16側延伸，這些直線部分22c·22c的頂端部分別沿上、下方向彎曲，並緊固在第一桿的中途部。
另一側的緊固部作為從側面看為『コ』字狀的直線部分22b向第二桿17的限制部17b側延伸，並掛在與限制部17b一體形成的鉤17d上。鉤17d採用的結構為與限制部17b的一部分平行開有切口並形成舌片狀部分，以平面所示的『く』字狀彎曲該舌片狀部分，並且其後側(與第一桿16相對側)開放。因此，使所述彈簧22一端的直線部分22b從第二桿17的內側向外側突出。以便能夠掛在鉤17d上。因此，在將彈簧22緊固在第一桿16上的狀態下，只要從圖3的右側插入第二桿17，並使一端的直線部分22b緊固在鉤17d上，便可實現簡單的組裝。另外，可以使彈簧22作用的部分儘可能的接近第一桿16，從而能減小彈簧力的損失。
另外，使限制器25的銷27的頂端接觸所述限制部17c的前(與第一桿16相對)側。限制器25根據發動機的轉速來限制調速器杆15的轉動，並可拆裝且可進行位置調整地安裝在殼體2上。
如圖4所示，所述限制器25由螺旋插入殼體2內的主體26，可自由滑動地容納在該主體26內並且可與所述第二桿17接觸的銷27，沿從主體26伸出的方向對該銷27加載的彈簧28，和接收並固定該彈簧28的一端的插頭29等構成。
在所述主體26上穿設大直徑的孔26a以及小直徑的孔26b，在該大直徑孔26a中可自由滑動地容納銷27，同時以與所述銷27後端相對的方式容納固定插頭29，利用所述插頭29封閉大直徑孔26a的一端。在所述銷27和插頭29之間設有形成設定間隙的寬度L1。另外，使大直徑孔26a的另一端與小直徑孔26b連通，使銷27的頂端部27a貫穿小直徑孔26b並且使所述頂端從主體26伸出，與所述第二桿17的限制部17c接觸。在所述銷27的中央部形成凸緣27b，並通過與形成於所述凸緣27b、大直徑孔26a和小直徑孔26b之間的臺階部26c接觸，限制銷27的伸出。並且，在大直徑孔26a內，在所述凸緣27b和插頭29之間的銷27上外嵌彈簧28，並通過彈簧28的加載力推動銷27以使其從主體伸出。
因此，在所述限制器25中，利用在銷27和插頭29之間設定的所述寬度L1來確定銷27的行程。由於寬度L1為微小的值，因此，以往確定行程的作業需花費時間，且操作困難。在此，如圖4所示，利用在所述凸緣27b附近的主體26側面，換句話說，在大直徑孔26a的底部側面上開有小直徑孔26d的結構，能夠在短時間內簡單地進行銷27的行程設定作業。
即，在限制器25的組裝時，從小直徑孔26d，將直徑L1的鋼等硬質線材插入主體26內，在主體26內容納銷27和彈簧28，所述線材位於凸緣27b的頂端部27a側的表面(圖4中的左側面)和臺階部26c之間，並在兩根線材跨過頂端部27a的狀態下，通過打入使插頭29插入或螺紋固定在大直徑孔26a內，在處於插頭29未壓入狀態的狀態下，在使插頭29容納固定在主體26內之後，當拔取線材時，通過彈簧28的加載力壓迫銷27，從而能夠在銷27的後端和插頭29的頂端之間獲得具有寬度L1(其寬度與線材直徑相等)的間隙。因此，能夠容易地設定銷27的行程。另外，在將限制器25安裝在殼體2上時，由限制器的安裝孔的內表面堵塞小直徑孔26d。
通過所述結構，在發動機起動時，由於作用於調速器平衡塊11上的離心力較小，因此，彈簧22對第一桿16的加載力和彈簧21對第二桿17的加載力的合力大於滑動體13對第一桿16的接觸部16b·16b的壓出力，第一桿16在接觸第二桿17的限制部17c的狀態下，在圖3中，以調速器杆軸18作為轉動支點向逆時針方向轉動，從而形成所述第二桿17的限制部17c接觸限制器25的銷27的狀態。即，形成第一桿16通過彈簧22的加載力向燃料增量側轉動的狀態，並形成使控制器杆19向燃料供給量的增量側移動的狀態。因此，易於進行發動機的起動。
這樣，在起動時，通過由調節器手柄進行的轉速設定杆20的轉動設定燃料供給量，通過所述轉動、由彈簧21設定轉速設定杆20的轉動，以經由與該轉速設定杆20相連的第二桿17、彈簧22使第一桿16向增量側轉動，以便通過限制部17b·17c限制該第一桿16的轉動。
另外，由燃料供給量增加的狀態，伴隨發動機轉速的增加，作用於調速器平衡塊11上的離心力增大，當達到設定轉速時，第一桿16克服彈簧22的加載力向減少側轉動，並被保持在所述滑動體13的壓出力與所述彈簧21的加載力平衡的位置處，從而發動機實現正常運轉狀態。
在正常運轉時，在因負荷增大等原因而使發動機的轉速大大減小時，首先，通過轉速的減小使調速器平衡塊11移動，滑動體13也移動，以便第一桿16向燃料增大側轉動，從而形成第二桿17的限制部17c與限制器25接觸的狀態。此時，在負荷增大、進而轉速減小的情況下，限制部17c向前方推動限制器25。因此，所述銷27克服彈簧28的加載力而滑動，第一桿16和第二桿17向前方轉動寬度L1。通過所述第一桿16的轉動，控制器杆19進一步向增量側移動，以致燃料的供給量比通常情況下多，在不產生黑煙的限度內提高轉速，在高負荷等時的低轉速狀態下的粘性增加，在不產生熄火的情況下維持轉速並提升至設定轉速。
如上所述，調速器10採用了調速器杆15以及限制器25，在發動機起動等時的轉速較低的狀態下，與正常時相比，向燃料噴射泵的燃料供給量增多以致易於起動，伴隨轉速的增加，以規定量減少燃料噴射量，以到達正常的燃料供給量，若因負荷等使轉速降低，則通過調速器平衡塊11的移動增加燃料供給以增加至設定的轉速，在負荷進一步增大的情況下，使限制器的銷27滑動，進而增加燃料以便使轉速上升。
另外，柴油機的空氣吸入效率和機械效率具有因轉速的上升而降低的特性，在燃料噴射量一定的情況下，在高速時會因燃料過多而產生黑煙。因此，圖5～圖8所示的結構具有噴油量自動調節特性，以便在調速器10中，從低速至高速區域沿噴射量減少的方向連續控制燃料噴射量特性。
即，在第一桿16和第二桿17之間設置彈簧23，該彈簧作為具有兩個彈簧特性的彈性部件。該彈簧23由雙重螺旋彈簧(雙扭轉彈簧)形成，其螺旋部分23a·23a以夾持第一桿16的方式設置在其上下兩側。
緊固部沿兩個方向，在大致切線方向從所述彈簧23的螺旋部分23a·23a伸出。一側的緊固部作為直線部分23c·23c向第一桿16側延伸，這些直線部分23c·23c的頂端部分別沿上、下方向彎曲，並從上下兩側插入設置在第一桿16中途部的插入孔16d·16d中。因此，使彈簧的一側緊固在第一桿16上。
另外，另一側的緊固部作為『コ』字狀的直線部分23b·23b向第二桿17的限制部17b側延伸，所述直線部分23b·23b的中途部以平面所示的『く』字狀彎曲並形成彎曲部23d。彎曲部22d的凸起側接觸限制部17b的內側，且頂端部被緊固在銷35上。
因此，本實施例採用的結構為通過彎曲彈簧23的直線部分23b的一部分，在一個彈簧23上設置彈簧特性不同的兩個加載部分，以便能夠緊湊地形成彈性部件。對這些加載部分進行不同的加載設定，具有第一彈簧特性的加載部分由所述螺旋部分23a·23a和直線部分23c、直線部分23b構成，從而能夠在起動時增加燃料供給量。另一方面，具有第二彈簧特性的加載部分由所述彎曲部分23d構成，從而能夠實現中低速轉動域中的燃料供給量的減少。
如圖9和圖10所示，可滑動地使所述銷35穿過開設在第二桿17的限制部17b上的插入孔，並通過由E環等構成的緊固件36防止其脫出。所述銷35的基部35以半球面狀形成，並且設置在第一桿16的側面，以便可以與形成在第一桿16中途側面的接觸部16e對接。
在所述銷35的上下中途部的外周形成縮頸部35b，使縮頸部35b的長度比限制部17的板厚長以使它們的差L2作為銷35的行程。因此，利用縮頸部35b的臺階位置或緊固部件36的厚度可以調節行程，該縮頸部35b形成了銷35的滑動行程設定部。
另外，在所述銷35上形成從其頂端向基部35a側延伸的直徑方向的狹縫35c，使該狹縫35c的寬度比所述彈簧23的直線部分23b的直徑大一些，以便使所述彎曲部23d(直線部分23b)的頂端可在狹縫內自由移動地插入該狹縫35c中。並且，在預先將所述彎曲部22d的頂端插入所述狹縫35c中的狀態下，從第二桿17的內側將銷35的縮頸部35b插入限制部17b內，並使緊固部件36固定於在第二桿17外側伸出的銷35的頂端側，從而使銷35緊固在限制部17b上，並使彈簧22的另一側緊固在該銷35上。
這樣，通過使彈簧23位於第二桿17和第一桿16之間，從而通過該彈簧23的第一特性，推動第一桿16，以使其在圖7中以調速器軸18作為轉動支點作逆時針方向的轉動，通過所述彈簧23的第二特性，向第一桿16側推動銷35。
安裝在第一桿16和第二桿17之間的彈性部件並不局限於由扭轉螺旋彈簧形成的所述彈簧23，也可以採用具有彈簧特性不同的兩個加載部分的彈簧，例如，可以將在第一桿16和第二桿17之間的一個彈性部件作為沒有所述彈簧23的彎曲部的彈簧，而另一個彈性部件作為壓縮彈簧，從而由兩個部件構成。
通過以上方式，調速器10採用了調速器杆15以及限制器25，在發動機起動時等轉速較低的狀態下，與前面的實施例相同，通過具有彈簧22的第一特性的加載部分向燃料泵供給比正常時多的燃料供給量，在正常運轉時，若轉速速提高，則通過彈簧22的具有第二特性的加載部分減少向燃料泵的燃料供給量。即，在正常運轉時，通過彈簧22的彎曲部22d的加載力，使銷35從限制部17b向第一桿16側伸出，以與接觸部16e接觸而達到平衡，但是在因負荷減少等原因而轉速增加時，在使第二桿17保持在設定位置的狀態下，通過所述滑動體13的壓出力，第一桿16克服彈簧22的彎曲部23d的加載力，向減少側轉動寬度L2，以使控制器杆向減少側移動。
因此，在負荷較大的情況下，可以提高粘滯性，在轉速上升的情況下，不會降低空氣吸入效率和機械效率，並能夠防止黑煙的產生。另外，可以以緊湊簡單的結構形成具有噴油量自動調節特性的調速器，從而能夠降低成本。
工業實用性由於本發明的調速器在減少部件數量以降低成本的同時，採用了簡單的結構且易於加工，因此，具有工業實用性。
權利要求
1.一種單氣缸柴油發動機用調速器，配有第一桿(16)和與該第一桿(16)連接的調速器杆軸(18)，其特徵在於，在第一桿(16)上經由彈簧(22)連接第二桿(17)，所述第二桿(17)具有限制部，所述第二桿(17)固定在調速器杆軸(18)上。
2.一種柴油發動機用調速器，其特徵在於，第二桿(17)由上、下的軸承部(17a·17a)、連接上、下的軸承部的部位、以及限制部(17c)構成，將調速器杆軸(18)插入所述軸承部(17a·17a)，同時用螺母緊固，限制部(17c)與側面相對向地設置，調速器杆軸(18)與第一桿(16)的連接部位於第二桿(17)的軸承部(17a·17a)之間。
3.如權利要求1或2所述的柴油發動機用調速器，其特徵在於，包括第一桿(16)中的接觸部，對應於該接觸部的第二桿(17)的接觸體。
4.一種柴油發動機用調速器，其特徵在於，彈簧(22)位於第一桿(16)的兩側，包含各自的一端插入到第一桿(16)的插入孔中、另一端固定到第二桿(17)的側面上的兩個彈簧。
全文摘要
通過減少部件數量，在降低成本的同時，形成簡單結構，並易於進行加工。另外，使得發動機的起動容易。在柴油發動機中，構成柴油發動機用調速器，作為調速器杆(15)，配有第一桿(16)和第二桿(17)，具有與第一桿(16)連接的調速器杆軸(18)，在這樣的調速器中，在第一桿(16)上經由彈簧(22)連接第二桿(17)，該第二桿(17)具有限制部，該第二桿(17)固定在調速器杆軸(18)上。
文檔編號F02D1/04GK1831313SQ20061005978
公開日2006年9月13日 申請日期2004年7月15日 優先權日2003年8月19日
發明者渡邊延廣, 表洪志, 中村明正 申請人:洋馬株式會社