专利名称：柴油机的反转防止机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机中的反转防止机构。
背景技术：
现有技术中，存在有在柴油机启动时产生反转的情况。例如，在单缸的手启动的柴油机中，在减压状态下一边喷射燃料一边使飞轮回转，回转上升后在解除了减压之际，在减压时所喷射的大量燃料会随着压力及温度的上升而气化·活性化，在到达上死点之前开始点火，即使具有飞轮的惯性力，也不会超过上死点地返回，从而产生反转。
当这样地产生反转时，吸气系统与排气系统会变成相反的作用，从消音器将空气吸入，从空气滤清器将排出气体排出，因此会有由排出气体污损吸气系统构件的不利情况。因而，防止反转用的反转防止机构被设置于将吸气阀或排气阀开闭的凸轮轴上(例如，参照专利文献1)。
在由专利文献1所示的技术中，由弹簧将安装于凸轮轴的减压构件压接在排气凸轮或吸气凸轮上而可摩擦式联动回转，从而构成反转防止机构，但由于需要除吸气凸轮或排气凸轮以外的弹簧或减压构件等，故存在构件数量多、成本高的问题。
专利文献1日本特开平6-146938号公报发明内容发明所要解决的课题本发明所要解决的课题在于，通过改变燃料喷射用凸轮的凸轮形状而构成反转防止机构，在柴油机中防止具有启动时产生的可能性的反转。
解决课题的手段本发明的柴油机的反转防止机构，由曲轴通过动力传递单元而将凸轮轴驱动，该凸轮轴上设置有分别驱动燃料喷射泵、吸气阀及排气阀的凸轮地构成，其中从上述燃料喷射泵用凸轮的最大径部分向回转方向后侧以规定角度形成具有比最小径部分大的半径的中段部分。
本发明的柴油机的反转防止机构，将上述中段部分的高度构成为，和在由凸轮驱动的燃料喷射泵启动时结束喷射之际的柱塞高度大致相同的高度。
本发明的柴油机的反转防止机构，将上述中段部分的高度设为与连杆前端的转动轨迹不发生干涉的高度。
本发明的柴油机的反转防止机构，将从上述中段部分朝向小径部变化的位置，形成于吸气阀开始打开的位置附近。
本发明的柴油机的反转防止机构，将半径从上述最大径部分逐渐变小地向中段部分变化的位置，形成于排气阀开始打开的位置附近。
发明的效果在本发明的柴油机的反转防止机构中，由曲轴通过动力传递单元而驱动凸轮轴，该凸轮轴上设置有分别驱动燃料喷射泵、吸气阀及排气阀的凸轮地构成，其中从上述燃料喷射泵用凸轮的最大径部分向回转方向后侧以规定角度形成具有比最小径部分大的半径的中段部分，由于形成中段部分，即使在启动时例如曲轴反转，在气缸内喷射的燃料的喷射量也会变少，因而不产生燃烧，因此可防止反转的继续进行。
在本发明的柴油机的反转防止机构中，将上述中段部分的高度构成为同由凸轮驱动燃料喷射泵启动时喷射结束之际的柱塞高度大致相同的高度，即使在启动时发生反转，燃料也不会几乎从燃料喷射泵输送到气缸内，不产生燃烧。由此，能够防止反转。
在本发明的柴油机的反转防止机构中，将上述中段部分的高度构成为不与连杆前端的转动轨迹干涉的高度，故可将曲轴与凸轮轴配置成尽可能地靠近，因此发动机可紧凑地构成。
在本发明的柴油机的反转防止机构中，将从上述中段部分朝向小径部变化的位置形成于吸气阀开始打开的位置附近，在反转时，在从上述最小径部分向中段部分变化的位置上，燃料的喷射结束后吸气阀也成为打开的状态，故无法使燃料更进一步吸入气缸内，因此可防止燃烧产生。从而，可阻止反转的继续，因而可防止启动时的发动机的反转。
在本发明的柴油机的反转防止机构中，将半径从上述最大径部分逐渐地变小地向中段部分变化的位置，形成于排气阀开始打开的位置附近，在反转时，即使例如在气缸内从燃料喷射泵供给燃料，排气阀打开而进行排气后以活塞进行压缩，因此几乎不产生燃烧。并且，即使在燃料喷射泵中柱塞进一步上升，燃料的压送结束，因而燃料不供给到气缸内，故不产生燃烧。因此，能够防止发动机的反转。
图1为本发明的发动机的正视剖面图。
图2为本发明的发动机下部的侧视剖面图。
图3为本发明的发动机上部的侧视剖面图。
图4为燃料喷射泵的剖面图。
图5为显示燃料喷射泵用凸轮的形状的侧视图。
图6为显示燃料喷射泵用凸轮的外形的图。
具体实施例方式
使用图1到图4说明本发明的发动机的整体构成。
如图1所示，发动机1的本体由上部的气缸体2及下部的曲轴箱3构成，在该气缸体2的中央有气缸2a在上下方向上形成，在该气缸2a内收容有活塞4。并且，在上述气缸体2上配置有气缸头7，在该气缸头7上配置有机罩盖8，形成内装有阀臂27·28、吸气阀31及排气阀32的上端部、推杆25·26的上端部等的阀臂室8a。在发动机1上部的机罩盖8的一侧(图1中为左侧)上配置有消音器9，另一侧(图1中为右侧)上配置有燃料槽10。
在上述曲轴箱3中，曲轴5在图1中的前后方向上被枢轴支承着，该曲轴5及活塞4由连杆6连结。并且，在曲轴箱3内配置有平衡配重或调速器装置11等，在该调速器装置11的上方配置有燃料喷射泵12或凸轮轴13等。该凸轮轴13与曲轴5平行地枢轴支承在曲轴箱3上，在其一端上固定有凸轮齿轮17。该凸轮齿轮17与固定于曲轴5的一端上的齿轮18啮合，通过该齿轮18及凸轮齿轮17可从曲轴5将驱动力传递到凸轮轴13上。
并且，如图2所示，在上述凸轮轴13的中途部上以规定间隔设置有吸气凸轮21及排气凸轮22，同时，在该吸气凸轮21与排气凸轮22之间设置有燃料喷射泵用凸轮14。在吸气凸轮21及排气凸轮22上分别抵接有凸轮从动件23·24，吸气推杆25·排气推杆26的下端连结到各凸轮从动件23·24上。并且，使吸气推杆25·排气推杆26的上端经由在气缸体2及气缸头7向上下方向开口的连杆孔而延伸到机罩盖8内的阀臂室8a中。如图3所示，吸气推杆25及排气推杆26的上端分别抵接于吸气阀臂27·排气阀臂28的一侧下端，吸气阀31及排气阀32的上端分别抵接于吸气阀臂27排气阀臂28的另一侧的下端。
上述吸气阀31(排气阀32)由下端部的阀头31a(32a)及躯部的阀棒31b(32b)构成，配置在上述活塞4的上方。阀头31a(32a)相对于形成在气缸头7下面的阀座可就座·离开地配置，而可使形成于气缸头7的吸气口7a(排气口7b)及形成于气缸体2上的气缸2a的燃烧室连通·切断。吸气口7a与设置于气缸头7的一侧面(后面)上的空气滤清器20连通，排气口7b通过排气多歧管29与消音器9连通。
上述阀棒31b(32b)在上方贯通气缸头7，在机罩盖8侧可滑动地突出，其上端抵接于阀臂27(28)上。并且，在阀臂室8a内，弹簧33(33)外嵌于该阀棒31b(32b)上，利用该弹簧33使阀头31a(32a)在上方滑动地进行施力，使吸气阀31(排气阀32)关闭地构成。
从而，借助曲轴5转动，通过齿轮18及凸轮齿轮17而使凸轮轴13转动，由于该凸轮轴13的转动，吸气凸轮21·排气凸轮22可使凸轮从动件23·24升降。并且，由于凸轮从动件23·24的升降，使吸气阀31及排气阀32通过连结到该凸轮从动件23·24上的推杆25·26、阀臂27·28而朝向上下滑动而开闭。即，吸气阀31·排气阀32的开闭与凸轮轴13的吸气凸轮21·排气凸轮22的转动联动地进行。
并且，在上述吸气阀31及排气阀32之间配置有燃料喷射嘴15。该燃料喷射嘴15的前端(吐出部)位于气缸2a的中心上方地贯通气缸头7而向下方突出，可将从燃料喷射泵12供给的燃料喷射在气缸2a内。
如图4所示，上述燃料喷射泵12与凸轮轴13一起配置于设置在曲轴箱3内的调速器装置11的上方。在燃料喷射泵12中，枢轴支承于凸轮从动件41的辊子42，抵接于设置在凸轮轴13的吸气凸轮21与排气凸轮22之间的燃料喷射泵用凸轮14上，由于该燃料喷射泵用凸轮14的转动，通过辊子42·凸轮从动件41而使柱塞43往复地滑动，将燃料槽10的燃料从吸入部44吸入到柱塞阀45内。并且，借助燃料喷射泵用凸轮14更进一步的转动，辊子42上升，通过该辊子42·凸轮从动件41而使柱塞43上升，由此，将柱塞阀45内的燃料压缩，出口阀48打开而从吐出部46经由高压管47以规定的定时将规定量的燃料供给到上述燃料喷射嘴15。
该燃料喷射嘴15的燃料喷射量，可由调速器装置11将燃料喷射泵12的控制杆16转动，改变柱塞43的冲程而进行调节。
其次，使用图4、图5及图6对设置于上述凸轮轴13上的燃料喷射泵用凸轮14进行说明。
燃料喷射泵用凸轮14的凸轮形状，以与活塞4的往复及曲轴5的转动角度对应地半径相异的方式构成。即，燃料喷射泵用凸轮14沿着回转方向按顺序从最小径部分至最大径部分，进一步以规定的角度形成具有比最小径部分大的半径的中段部分，在其回转方向后侧形成最小径部分。
沿着回转方向进行具体说明，首先，在燃料喷射泵12的柱塞43最伸长的位置(非压缩位置)，辊子42抵接在成为燃料喷射泵用凸轮14的最小径部分的基圆50部分上。以规定角度R1的范围构成该基圆50上的部分，作为最小径部分51。该角度R1的范围如图6所示，为吸气阀31打开结束(从最大开位置)到柱塞43开始打开的范围。
并且，从基圆50起半径变大，经由倾斜部分61而向半径方向外侧突出的规定角度R2的范围作为最大径部分52，该最大径部分52为柱塞43最缩小(压缩后)的位置。
并且，经由半径逐渐变小的倾斜部分62，从最大径部分52向回转方向后侧在规定角度R3的范围形成具有比最小径部分51大的半径的中段部分53。该规定角度R3如图6所示，将半径从最大径部分52逐渐变小地向中段部分53变化的位置，形成于排气阀32开始打开的位置附近，将从中段部分53朝向最小径部分51变化的位置作为排气阀32大致关闭的位置。换句话来讲，规定角度R3成为从排气阀32大致开始打开至大致关闭结束之间的范围。
并且，从中段部分53朝向最小径部分51变化的位置，形成于吸气阀31开始打开的位置附近。也就是，将从中段部分53朝向倾斜部分63变化的位置，配置于吸气阀31与排气阀32重叠而打开的部分附近。
这样，在基圆50上按照回转方向的顺序形成有最小径部分51、最大径部分52、中段部分53，构成燃料喷射泵用凸轮14。
上述中段部分53的高度、即半径，在各相位中为不与在图1中连杆6的右端的转动轨迹6a干涉的高度。即，活塞4从下死点(BDC)到达上死点(TDC)时，连杆6在图1中朝向右侧振动，但此时，构成为连杆6的侧面不抵接于燃料喷射泵用凸轮14上。并且，在该靠近时的间隔、即中段部分53与连杆6前端的转动轨迹之间产生的间隙尽可能地小地构成。
由此，由曲轴5的回转使连杆6转动，通过齿轮18及凸轮齿轮17将驱动力传递到凸轮轴13，使燃料喷射泵用凸轮14转动时，可防止该燃料喷射泵用凸轮14与连杆6发生干涉，此外，在曲轴箱3内被平行地枢轴支承的曲轴5与凸轮轴13尽可能靠近地配置。从而，可使发动机1紧凑地构成。燃料喷射泵用凸轮14在曲轴5回转2次期间回转1次，在下一压缩工序中靠近时，燃料喷射泵用凸轮14的最小径部分51与连杆6成对置，不发生干涉。
并且，在图6所示的燃料喷射泵用凸轮14的外形60中，凸轮14抵接于燃料喷射泵12的辊子42上，从柱塞43的升程量最小的最小径部分51起变化到升程量最大的最大径部分52的上述倾斜部分61，大致相当于图6中的上升升程期间71。在该上升升程期间71的途中，活塞4到达上死点(TDC)，产生燃烧。由于吸气阀31关闭，所以，成为由燃料喷射泵用凸轮14将燃料压缩的状态。
将半径从最大径部分52逐渐变小地向中段部分53变化的倾斜部分62，大致相当于图6中的第一下降升程期间72。并且，中段部分53中柱塞43的上升升程量，与在启动时燃料喷射泵12的喷射结束时的柱塞43的上升升程量大致相同地构成。话句话说，从上述中段部分53的基圆50起的高度，与燃料喷射泵12启动时喷射结束之际的由凸轮14的回转形成的柱塞43的位置大致相同地构成。
即，如图4所示，柱塞43的上部(与凸轮从动件41相反的一侧)外周上形成螺旋部(リ一ド)(螺旋状的切口)43a，与柱塞阀45内连通。该柱塞43被构成为通过上述控制杆16的转动而转动。并且，从上述吸入部44通过螺旋部43a将燃料吸入柱塞阀45内。在启动时，转动转数设定杆而使控制杆16转动，回转柱塞43而调整螺旋部43a的位置，在启动时设定燃料吸入量。在该状态下，使柱塞43在缩小方向滑动，压缩燃料并对其进行压送，在滑动规定量的位置上吸入部44与螺旋部43a连通，燃料喷射结束。将该结束位置作为启动时喷射结束升程量L1(图6)时，上述中段部分53的高度与启动时喷射结束升程量L1大致一致。该中段部分53的范围(规定角度R3)与将吸气阀31开闭的吸气凸轮21的外形66的打开到关闭的范围大致一致。
并且，从上述中段部分53朝向最小径部分51变化的倾斜部分63，大致相当于图6中的第二下降升程期间73。该倾斜部分63的范围被构成为，大致相当于在吸气凸轮21的外形65中的将吸气阀31开始打开至最开放的位置为止。更详细地说明，图6中的升程量L2，在启动时柱塞43缩小而开始压缩，柱塞阀45内的燃料的压力增加，为配设在该柱塞阀45与高压管47之间的出口阀48打开的位置，从该升程量L2到L1之间相当于启动时的喷射量。通过这样地构成，在后述的反转时，可使燃料的压送尽可能地减少，从而防止反转。
这样，以使在上升升程期间71上升的升程量分开成为在第一下降升程期间72和第二下降升程期间73的两次的量而下降的方式，构成燃料喷射泵用凸轮14。
在这样的构成中，在启动时产生反转的情况下，燃料喷射泵用凸轮14也发生反转，该燃料喷射泵用凸轮14与辊子42的抵接部分从最小径部分51朝向中段部分53变化。在辊子42抵接的倾斜部分63、即第二下降升程期间73中，当柱塞43上升(压缩)而超过L2时，开始燃料的喷射。此时，吸气阀31借助吸气凸轮21的外形65而使吸气凸轮21的上升升程量变成最大，即吸气阀31最大打开的状态，故该吸气阀31位于关闭过程的途中。
由此，在反转时，从上述最小径部分51朝向中段部分53变化的第二下降升程期间73中，吸气阀31在关闭动作的结束附近时进行燃料的喷射，所以，燃料从吸气口7a排出，使被吸入到气缸2a内的燃料的量变少，无法达到燃烧所需要的燃料量，因而不会产生燃烧。因此，可阻止反转的继续，能够防止启动时的反转。并且，此时由于活塞4为上升过程，故气缸2a内仅有少量的燃料进入。
并且，在吸气阀31及排气阀32这两方打开的重叠位置的正前方，柱塞43到达中段部分53，所以，燃料的喷射结束，在排气阀32开始打开的状态下活塞4到达上死点，所以，燃料通过排气阀32排出。
这样，中段部分53的高度被构成为，与燃料喷射泵12结束喷射时的柱塞43的高度大致相同，所以，启动时产生反转之际，由燃料喷射泵12使燃料的压缩顶部前的喷射量仅为很少的量，燃料几乎未从燃料喷射泵12送到气缸2a的燃烧室中。因此，燃烧室内不会产生燃烧，使反转不可能持续进行，因而可防止反转。
并且，在燃料喷射结束后，辊子42抵接于燃料喷射泵用凸轮14的中段部分53，在该辊子42抵接于该中段部分53期间，借助排气凸轮22的外形66使排气阀32开闭地构成。
由此，在反转时，即使例如燃料从燃料喷射泵12供给到气缸2a内，在排气阀32打开进行排气后，以活塞4进行压缩，所以，燃烧几乎不产生。并且，即使在燃料喷射泵12中进一步压缩，成为燃料供给部的柱塞43的吐出部46也是关闭着的，所以，燃料不会供给到气缸2a内，不产生燃烧。因此，可防止发动机1的反转。
如上所述，由曲轴5通过动力传递单元而将凸轮轴13驱动，在该凸轮轴13上设置有驱动燃料喷射泵12、吸气阀31及排气阀32的凸轮14·21·22，在该构成中，从该燃料喷射泵用凸轮14的最大径部分52朝向回转方向后侧以规定角度R3形成具有比最小径部分51大的半径的中段部分53，所以，在启动时即使例如曲轴5反转，在气缸2a内残留的燃料的量也变成很少，不产生燃烧，因此可防止反转的继续进行。
工业实用性本发明的柴油机的反转防止机构，可防止在柴油机中的具有在启动时产生的可能性的反转，因此在产业上非常有用。
符号说明5曲轴12燃料喷射泵13凸轮轴14燃料喷射泵用凸轮21吸气凸轮22排气凸轮
51最小径部分52最大径部分53中段部分
权利要求
1.一种柴油机的反转防止机构，由曲轴通过动力传递单元驱动凸轮轴，在该凸轮轴上设置有分别驱动燃料喷射泵、吸气阀及排气阀的凸轮，其特征在于从所述燃料喷射泵用凸轮的最大径部分向回转方向后侧以规定角度形成有具有比最小径部分大的半径的中段部分。
2.如权利要求1所述的柴油机的反转防止机构，其特征在于所述中段部分的高度构成为，与在由凸轮驱动的燃料喷射泵在启动时结束喷射之际的柱塞高度大致相同的高度。
3.如权利要求1所述的柴油机的反转防止机构，其特征在于所述中段部分的高度设为，与连杆前端的转动轨迹不发生干涉的高度。
4.如权利要求1所述的柴油机的反转防止机构，其特征在于从所述中段部分朝向小径部变化的位置，形成于吸气阀开始打开的位置附近。
5.如权利要求1所述的柴油机的反转防止机构，其特征在于半径从所述最大径部分逐渐变小地向中段部分变化的位置，形成于排气阀开始打开的位置附近。
全文摘要
本发明可在柴油机中防止可能在启动时产生的反转。由曲轴(5)通过动力传递单元而将凸轮轴(13)驱动，在该凸轮轴(13)上设置有用于驱动燃料喷射泵(12)、吸气阀及排气阀的凸轮(14·21·22)，在这样的构成中从上述燃料喷射泵用凸轮(14)的最大径部分(52)向回转方向后侧以规定角度(R3)形成具有比最小径部分(51)大的半径的中段部分(53)。
文档编号F01L1/08GK1875183SQ200480031878
公开日2006年12月6日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年10月28日
发明者盐田克之, 金津康弘, 服部哲 申请人:洋马株式会社