JP2000509781A - 可変弁作動を行う多気筒ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トラック用の、特に排気ガスによって作動されるターボ過給機によって過給されるタイプの、多気筒ディーゼルエンジンには、吸気弁と排気弁とを作動する可変弁作動システムが設けられており、それは、弁を駆動するカムの特定の幾何学的形状と組み合わせてエンジンの複数の異なった運転モードの可能性を与えるものである。それらの運転モードは、エンジンの運転条件に従って選択されるものであり、正規の運転モードに加えて、制動としての少なくとも一つのエンジンの運転モードを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 可変弁作動を行う多気筒ディーゼルエンジン 本発明は、自動車用の、特にトラック用の多気筒ディーゼルエンジンに関する ものである。本発明は、特に、たとえ排他的ではないにしても、排気ガスによっ て作動されるターボ過給機によって過給されるこの種のエンジンに関するもので ある。 本出願の優先日には依然として秘密状態であった、先のイタリア特許出願明細 書第Ｔ０９６Ａ０００３２７号において、本出願人は： − 各々に、各々の給気と排気の導管を制御するために、弁を閉鎖位置に付勢 する各スプリング手段が設けられた各シリンダ用の少なくとも一つの吸気弁及び 少なくとも一つの排気弁と、 各々のタペットによってエンジンのシリンダの吸気弁と排気弁を作動するため のものであって、各吸気弁と各排気弁とを駆動するカムを有しているカム軸と、 − 圧力流体室を含んだ液圧手段の介在によって、上記戻りスプリング手段の 作用に対抗して、各々の吸気弁又は排気弁を開放させるようになっている各上記 タペットと、 − 各々のタペットから弁を分離して各々の戻りスプリング手段の作用を受け て弁を急速に閉鎖させるために、ソレノイド弁によって放出チャンネルに接続さ れるようになっている各吸気弁又は排気弁に関連した圧力流体室と、 − エンジンの一つ以上の運転パラメータの関数として、各々の吸気弁又は排 気弁の開放時間と行程とを変えるために、各ソレノイド弁を制御する電子制御手 段とから構成されているガソリンエンジンを提案している。 上述のシステムは、弁運動を制御する機械式エレメントを改造せずに、吸気弁 と排気弁の開放に対して可変制御を行うものである。実に、従来のタイミングシ ステムでは、各吸気弁又は排気弁の運動は、弁（カム、揺れ腕、タペット）を制 御する機械式エレメントの幾何学的形状によって一義的に確定されるのに対して 、上述のシステムでは、或る所定の弁に関連した圧力室を制御するソレノイド弁 が、 圧力オイルから上記室を空にして、たとえ各々のカムが上記弁を開放状態に保と うとするステージ中でも各々の戻りスプリング手段の作用を受けて、急速に吸気 弁又は排気弁を閉鎖させるように要求された時はいつでも開放させられるように なっている。 本発明の目的は、エンジンの異なった選択可能な運転モードを与える可能性を 得るように、ディーゼルエンジンに上述の可変弁作動システムを適用するもので ある。 この目的の達成を考慮すると、本発明は、全ての上に示された特色から構成さ れ且つ更に次の事を特徴とする多気筒ディーゼルエンジンを提供するものである ：即ち、 − カム軸の各カムは、それによって制御される各々の吸気弁又は排気弁をエ ンジンの正規運転サイクル内の従来の開放ステージ中ばかりでなく、更にサイク ルの幾つかの付加ステージにも開かせるようなプロフィルを有しており、 − また、上記電子制御手段は、各ソレノイド弁を開放させるようになってお り、それで上記従来のステージ中に及び／若しくは各々のカムが弁を開放させる 一つ以上の上記付加ステージ中に各々の吸気弁又は排気弁を閉鎖状態に保持する ことになり、その結果、エンジンが上記ソレノイド弁を制御することで異なった 運転モードに従って選択的に運転されることを特徴としている。 本発明の第１の重要な好適な特色によれば、上記電子式制御手段は、制動とし てのエンジンの運転モードを提供するようになっており、そこでは、何ら燃料が シリンダに噴射されず、またそこでは、各ソレノイド弁は、各ピストンが下死点 （ＢＤＣ）から上死点（ＴＤＣ）に上昇するほぼ各ステージ中に各シリンダの吸 気弁と排気弁とを閉鎖状態に保つように制御されており、それで各ピストンの上 昇行程で吸収される動力を活用して制動効果を得ることになり、上記電子式手段 は、更に各々のカムの作用の下で、ピストンがＴＤＣに到達する直前に各々のソ レノイド弁を閉じることで各排気弁の開放を許可するようになっている。 明白なように、制動としての上記のエンジンの運転モードは、上述の原理の第 １適用例を代表しており、それによれば、カム軸のカムは、エンジンの正規の運 転サイクル内の従来の開放ステージ中ばかりではなく、更に幾つかの付加ステー ジでも各々の弁を開放せるようなプロフィルを有しているのに対して、たとえカ ムが本質的に弁を開放させようとするものであっても、弁をこれらのステージで 閉鎖状態に維持させたり、又は弁を別々に異なって駆動されるようにするために 、各々のソレノイド弁が所定のステージで開放されることになる。上記のケース では、カムは制動としての運転モードで弁を駆動するようになっているプロフィ ル部分を有しており、該プロフィル部分は、制動としての運転が望まれる時にの みソレノイド弁によって『能力が与えられる』。添付図面を参照して次により詳 細に示されるように、エンジンの正規運転に代わるケースでは、ソレノイド弁は 、弁の正規の開放サイクルを制御するカムプロフィル部分に『能力を与え』かつ 制動としての運転モード中に利用されるプロフィル部分に『能力を与えない』よ うに上記の電子式制御手段によって制御される。 特に、制動としての運転モードに目を転ずると、このモードでは、ＢＤＣから ＴＤＣへのピストンの各上昇行程は、制動効果を得るために活用され、その結果 ２行程の運転サイクルに従って、ピストンは、それが上昇する度に有効な行程を 持つことになる点に注目すべきである。このようにして吸収される動力は、非常 に大きく、正規の燃焼運転での定格出力の凡そ１００−１２０％になる。例えば 、もし２４００ｒｐｍの速度で、燃焼運転でのエンジン出力が２５７Ｋｗであれ ば、同じ速度での制動として吸収される動力は、３０５Ｋｗとなろう。排気弁は 各ピストンの上昇行程の終わりで開放されるので、下降行程中に圧縮空気は、ピ ストン上昇行程中に前もって吸収された全動力を戻すことはできないが、このこ とは、もしシリンダ内に捕捉された空気容積が常に同じになり、かくしてスプリ ングの王者として振る舞えば、その代わりとして起きたであろう。 排気ガスによって作動されるターボ過給機によって過給されるディーゼルエン ジンのケースに関係した本発明の更に別の好適な特色によれば、上記の制動とし てのエンジンの運転モードでは、排気弁は、ＴＤＣからのピストンの下降行程の 最初の部分中でも開放状態に保持され、それでターボ過給機へ供給される空気流 量を減らすために、排気導管からシリンダ内に空気を吸引することになる。この ことが行われる理由は、制動としての運転モードではエンジンは２行程サイクル に従って運転するので、このモードでターボ過給機に供給される空気流量は、エ ンジンの正規の燃焼運転中にターボ過給機に通常供給されるものよりも２倍にも なる傾向があるからである。このことで、ターボ過給機効率の過度の低下と、シ リンダへ供給される空気の非常に不十分な圧縮を招くことになろう。ピストンの 下降行程の最初の部分中に排気弁を開放状態にしておくことで、排気導管へ前も って供給された空気の一部分はシリンダ内へ取り込まれ、それでターボ過給機の タービンを通る流量を減らし、かくしてターボ過給機効率を許容レベルに保つこ とになる。 最後に、なお制動としての上記エンジンの運転モードでは、ピストンの下降行 程の最終部分中に吸気弁は開放状態に保持され、それでシリンダは次に続く上昇 行程を考慮して一杯に満たされるようになり、その上昇行程では、吸気弁と排気 弁とは実質的に閉鎖されており、それで空気の圧縮と動力吸収の新しいステージ を開始するようになる。 既に上で示されているように、本発明に係るエンジンのカム軸のカムは、弁の 特定運転サイクルを得るための更に別のプロフィル部分を有しており、そのプロ フィル部分は、正規の運転モードと上述した制動としての運転モードに加えてエ ンジンの異なった運転モードを選択的に提供するために、各々のソレノイド弁を 介して電子制御手段によって『能力が与えられたり』又は『能力が奪われたりす る』。 例えば、本発明の更なる特色によれば、各排気弁を制御するカムのプロフィル は、ほぼ吸気ステージの最終部分中に排気弁の付加開放ステージを引き起こす部 分を有している。電子制御手段は、所謂『カーチル』サイクルに従ったエンジン の運転が望まれる時にこのプロフィル部分に『能力を与える』ようになっている 。エンジンのこの特定運転サイクルでは、ほぼ吸気ステージの最終部分中の排気 弁の開放は、排気マニホールドにおける真空によって吸気導管から直接排気導管 へ幾分かの新気流れを先ず引き起こすのに対して、その後に、排気マニホールド における圧力の増大に続いて、幾分かの空気が排気マニホールド内の余剰圧力を 利用して排気導管からシリンダ内へと戻り、それでシリンダの充填を改善するこ とになる。それ自体は知られている上述のサイクルは、本発明に係るエンジンに 有利に適用され得るが、その理由は、上記の電子制御手段は、各々のソレノイド 弁 によって排気弁の上記の付加開放を起こそうとするカムのプロフィル部分に『能 力を与えない』ようにできるためであり、それで有害になるようなエンジン速度 でこのモードを排除することになる。 更なる好適な特色によれば、本発明に係るエンジンは、更に所謂『ミラー』サ イクルに相当する更なる運転モードに従って運転できる。このモードでは、電子 制御手段は、正規の燃焼運転サイクルでの吸気弁の閉鎖タイミングを変える（即 ち、先行させたり、延ばしたりする）ようになっている。公知のように、ミラー サイクルでは、吸気弁の閉鎖タイミングを先行させたり延ばすことで圧縮比の変 化が得られるが、それによって、例えば圧縮比を増大させる場合には、冷たい温 度でエンジンを始動させる際の問題を解決してくれる温度上昇が得られる。本発 明によれば、吸気弁に関連したカムは、プロフィルを全ての所望のサイクル部分 に渡って吸気弁を開放状態に保持するようにしており、また電子式制御手段は、 所望のモードに従って吸気弁の開放を可能にするために各々のソレノイド弁を制 御する。更に『ミラー』サイクルを参照にすると、それは、排気ガス中のＮＯ_x 量を減らすために逆作用を、即ち温度低下を得るために使用される。 変遷期間中にターボ過給機の慣性力によって発生される問題を克服するために 利用される本発明に係るエンジンの更なる運転モードでは、排気弁の先行開放が エンジンの正規の運転サイクル中に引き起こされる。このモードでは、排気ガス は、ターボ過給機が変遷状態中に使用者からの要求によってより敏速に反応でき るように、より高いエンタルピーを伴ってターボ過給機ユニットのタービンに到 達する。 明白なように、本発明の基本的原理は、エンジンサイクルの異なったステージ で吸気弁と排気弁を開放駆動するような複合プロフィルを有したカムを提供する ものであり、他方可変弁作動システムは、例えば使用者によって選択されたり、 又は更にエンジンの運転条件に従って上記電子式制御手段によって電子的に制御 されるエンジンの色々異なった可能な運転モードを達成するようにカムプロフィ ルの色々な部分に能力を与えたり、又は能力を与えなかったりするために使用さ れる。 本発明の更なる特色や効果は、ただ非限定的な例によって与えられた添付図面 を参照にした説明から明らかになるでしよう。 図１は、内燃機関の可変弁作動システムの運転原理を示している線図であり、 図２、３は、本発明に係るエンジンの好適な実施例における排気弁制御の詳細な 横断面図であり、 図４は、本発明に係るエンジンにおける吸気弁制御の線図であり、 図５、６は、吸気弁と排気弁に各々関連した本発明に係る実施例のカムを示し た図であり、 図７は、吸気弁制御のカムに関連したピストンの運動を示した線図であり、 図８は、排気弁制御のカムに関連したピストンの運動を示した線図であり、 図９は、制動としてのエンジン運転モードの吸気弁と排気弁の開放行程を示し た線図であり、 図１０、１１、１２及び１３は、上記制動モードのエンジン運転を示した線図 であり、 図１３は、異なったエンジン速度での制動としての運転モードにおける弁の開 放行程を再び示しており、 図１４は、『カーチル』サイクルに係るエンジンの運転モードにおける弁の開 放行程を示した線図を示しており、 図１５は、エンジンの正規の運転サイクルにおける吸気弁と排気弁の開放行程 を点でない線によって示し、且つ『ミラー』サイクルに係るモードにおける吸気 弁の開放行程と逆ターボ遅れモードにおける排気弁の開放行程を点線によって示 した線図である。 図１は、内燃機関における弁可変作動システムの運転の原理を線図で示してい る。番号１は、一般に内燃機関のヘッドに形成された各々の（吸気又は排気）導 管２に関連した（吸気弁又は排気弁のいずれかである）弁を示している。弁１は 、その閉鎖位置に向かって（図１を参照にして上方に）スプリング４によって付 勢されており、それに対してそれは弁棒の上端に作用するピストン５によって開 放される。ピストン５は、その番になるとカム軸１０のカム９と協働するバケッ ト８を支持したピストン７によって圧力室６内に存在している圧力油を介して制 御される。バケット８は、スプリング１１によって、カム９と摺動接触状態に保 持 されている。圧力室６は、エンジンの運転条件に従って電子式制御手段（図示さ れていない）によって制御されるソレノイド弁１５のシャッター1４を介してそ の番になると貯圧器１３と連通する導管１２に接続される。ソレノイド弁１５が 開放されると、圧力室６内に存在している圧力油が排出され、その結果、弁１は その戻りスプリング１４の作用を受けて急速に閉じる。 ソレノイド弁１５が閉鎖されると、圧力室６に存在する油は、ピストン７の運 動をピントン５に、またその後に弁１に伝達し、結果的に弁１の位置はカム９に よって確定されることになる。別言すれば、カム９は、カムプロフィルに依存す るサイクルに従って弁１の開放を通常制御するが、しかし、それは、このことが ソレノイド弁１５を開放することで望まれる度に『能力が奪われ』、それでピス トン７と弁１の間の接続を中断することになる。 本発明は、上述のタイプの可変弁作動システムのトラック用多気筒ディーゼル エンジンへの適用に関するものであり、該エンジンは排気ガスによって作動され るターボ過給機によって過給されている。 図２と３は、本発明に係るエンジンの好適な実施例の排気弁制御の詳細を例に よって示している。これらの図において、符号Ｃ_Eは、エンジンのシリンダに関 連した２つの排気弁Ｅ（図３）の開放を制御するカムを示している。２つの弁Ｅ は、各々の戻りスプリング４を有しており、２つの導管６ａに向き合った２つの 各々のピストン５によってそれらの上端で制御される。これらの導管は、各々に 各々の戻りスプリング１１が設けられた２つのピストン７も向かい合っている２ つの圧力室６上で開放している。２つのピストン７は、エンジンヘッド３の構造 によって軸線１８周りで旋回可能に支持された揺れ腕１７の一端に旋回可能に搭 載された橋状エレメント１６によって同時に制御される。揺れ腕１７の他方端は 、カム軸１０のカムＣ_Eと接触しているカム従動ローラ１９を担持している。明 らかなように、上述した構成では、図１に示されているものとは違って、弁Ｅの 軸線はピストン７の軸線に対して異なった面に存在している。このことは、ピス トン７の運動が圧力室６と導管６ａとを満たしている圧力油によって油圧作用で 弁に伝達されることで可能となっている。 図４は、本発明に係るエンジンの吸気弁を制御する構成を線図的に示しており 、 そこではカムＣ_Iは、各々のスプリング１１が設けられ且つエンジンの各シリン ダの２つの吸気弁Ｉに関連した２つのピストン５をその番になって同時に制御す る圧力室６に向かい合ったピストン７と協働するようになっている。 図５、６は、本発明の好適な実施例における吸気弁を作動するカムＣ_Iと、排 気弁を作動するカムＣ_Eのプロフィルを示している。図示のように、これらのカ ムの各々は、エンジンの従来の運転サイクルで与えられるような従来のステージ でばかりでなく、更にカムのプロフィル部分に随意に能力を与えたり、能力を奪 うことができる可変弁作動システムによって選択されるエンジンの異なった運転 モードに従って、付加ステージ中にも吸気弁と排気弁とを開放させるために、従 来のプロフィルとは違った複合したプロフィルを有している。 図７、８は、実質的に、カムＣ_I、Ｃ_Eのプロフィルを示す異なった方法として 考えら得る２つの線図である。実際には、図７はエンジンのクランク軸の回転角 の関数として吸気弁Ｉに関連したピストン７の変位を示している。ピストン７の 変位は制御カムＣ_Iのプロフィルによって直接決定されるので、図７の線図はこ のプロフィルを表していると考えられると言うことになる。この線図では、考慮 中のエンジンシリンダに関連したピストンの上死点と下死点に対応した角度位置 は、ＴＤＣとＢＤＣによって示されている。同様に、図８は排気弁Ｅに関連した ピストン７の変位を示しており、従って排気弁を作動させるカムＣ_Eのプロフィ ルを更に表しているものと考えられる。 図７、８の線図において、Ｆは、エンジンの正規の燃焼運転で可変弁作動シス テムに関連したソレノイド弁が閉鎖状態に保持され、その結果吸気弁Ｉと排気弁 Ｅとが各々の々カムＣ_I、Ｃ_Eによって駆動されることになるエンジンサイクルの 角度範囲を示している。別言すれば、エンジンの正規の燃焼運転では、吸気弁Ｉ は３００度と４８０度の間の範囲内でのみカムＣ_Iによって駆動されるのに対し て、排気弁は７０度と３００度の間の範囲内でのみ各々のカムＣ_Eを『感じてい る』。従って、もしエンジンが従来のサイクルに従って運転しなければならなけ れば、カムは上で示された角度範囲に対応して作用するそれらのプロフィル部分 を有することで十分であろう。しかし、図７、８から明らかになるように、本発 明に係るエンジンのカムプロフィルは、異なった運転サイクルを与えるために、 上で示された角度範囲をたとえ外れていても弁の付加開放行程を引き起こすよう なものとなっている。既に上で示されているように、エンジンの上記の異なった 運転モードを選択的に得るようにエンジンのカムのプロフィルの色々な部分に能 力を与えたり、又は能力を奪ったりするために各々のソレノイド弁を制御するこ とは、可変弁作動システムの電子式制御手段の務めである。 エンジンの正規の運転モードにおける吸気弁と排気弁の開放行程は、色々なエ ンジンのクランク角度での吸気弁と排気弁の変位を示した図１５の線図で点線で ない線によって見受けられるものである。エンジンの正規の運転サイクルでは、 角度０は、シリンダ内の上死点にピストンがある爆発に相当している。この位置 から始まって、４ステージの膨張、排気、吸気及び圧縮は、各々０度−１８０度 、１８０度−３６０度、３６０度−５４０度及び５４０度−７２０度の角度範囲 内でシーケンシャルに起きる。依然図１５を参照にすると、吸気弁と排気弁は、 ほぼ吸気と排気のステージ中にエンジンの従来の運転サイクルに従って開放する ように駆動されることが判る。この吸気弁と排気弁を開放する従来のモードは、 図７、８に示された角度範囲Ｆ以内で各々のカムＣ_I、Ｃ_Eによって制御されるよ うになっており、そこでは、これらのカムは、電子式制御手段によって各々の弁 を駆動するように『能力が与えられる』。 本発明によれば、制動効果を得るために、エンジンの正規の運転モードに代わ って第１運転モードで運転できる。特に全負荷で長い下り坂を下る場合のような 長引いた制動状態で重量トラックを制動する際の問題は深刻である。本発明によ れば、エンジンを制動運転する必要がある時、電子式制御手段は、各々のソレノ イド弁を閉鎖状態に保持するようにそれらを制御するものであり、かくして図７ 、８においてＢによって示された範囲内でのみ各々のカムに能力を与えている。 このように、吸気弁と排気弁は、通常エンジンの正規の運転サイクルで弁の開放 を制御するカムのプロフィル部分を『感知』していないのに対し、それらは、図 ９に示されている弁の異なった運転モードを引き起こすこのプロフィルの別の部 分を感知している。この図は、どのようにして吸気弁と排気弁の開放行程が制動 としてのエンジンの運転モードにおいて変更されるのかを示している図１５のも のと似た線図を示している。この運転モードでは、ほぼシリンダ内でのピストン の 下死点から上死点への各上昇行程中に、吸気弁と排気弁は閉鎖状態に保たれ、結 果的に、このステージ中のエンジンは圧縮器として作動し、かくして動力を吸収 することになる。しかし、各ピストンの上昇行程の終わりでは、シリンダ内の最 大圧力が或る所定値より高く上昇しないように排気弁は開放される（線図におけ る部分ａ）。このことは、それに続く下降行程中に圧縮空気が前に吸収した全て の動力を戻すのを回避するために行われ、それで、スプリングとして振る舞うよ うに、もしシリンダ内の空気容積が常に同じ状態で残っていたならば生じるよう な制動作用を与えないことになる。排気弁は、ピストンの下降行程中に排気マニ ホールドからシリンダ内に幾分かの空気が取り入れられるように各ピストンの下 降行程の第１部分（線図における部分ｂ）においても開状態に保持される。かく して、ターボ過給機のタービンを通る空気流量が減少し、このターボ過給機の効 率を極めて高く保つことになる。実に、上述した制動運転モードでは、上死点に 向かった各ピストンの上昇行程では有効な圧縮行程を、また各ピスチンの下降行 程ではシリンダを一杯に満たす吸気ステージを持つ２行程サイクルが実際に得ら れることになる。このように運転することで（制動運転モードでは何ら燃料はシ リンダ内に噴射されない）、ターボ過給機のコンプレッサーを通る空気流量は、 エンジンの正規の燃焼サイクル中にコンプレッサーに供給される空気流量に対し て２倍となるであろう。このことは、シリンダ内での吸入空気の不十分な圧縮を 招いてターボ過給機の効率を劇的に低下させることになろう。排気導管から吸気 することで、この欠点は克服される。図示のように、更に、シリンダ内でのピス トンの下降行程の第２部分では、吸気弁が開かれ、それで両方の弁が閉鎖されて いるピストンの上死点へ向かった上昇行程でシリンダは空気で一杯に満たされて 後続の圧縮ステージに対する用意がなされる。既に示したように、エンジンの上 記制動運転モードが容易に得られるのは、エンジンのカムが、それらのプロフィ ル部分をエンジンの正規の運転モードで弁の開放を制御するようにしており、ま た制動運転モードでは電子式制御手段が、所望の運転モードに従って上記のプロ フィル部分に能力を与えたり能力を奪たりするように可変弁作動システムのソレ ノイド弁を制御するためである。 図９では、より正確にするために、算定のように弁の理論的開放行程が点線で ない線で示されているのに対して、カムと弁との間に油が存在することで実際に 起きる開放行程が点線で示されている。 図１０、１１、１２は、制動運転モードでのエンジンの運転を示している。図 １０は、２４００ｒｐｍの速度でのシリンダ内の圧力を示している。シリンダ内 の最大圧力は、図９に示されたステージａ中の排気弁の開放によって上死点では 到達されずに、少し手前で到達される。 図１１は、吸気マニホールド、排気マニホールド及びシリンダ内の圧力を示す 線図である。最後に、図１２は、またも制動運転での吸気弁と排気弁を通る全体 の流量率を示す線図である。図９において、排気弁が開放されていて且つピスト ンが上死点に接近した時にピストンと排気弁との間に何ら干渉がないことを示す ために、シリンダ内のピストンの変位が鎖線で示されていることに注目すべきで ある。 最後に、図１３は、制動運転モードにおける吸気弁と排気弁の開放がエンジン 速度に従って変えられることを示している図９と同様な線図である。その線図は 、異なったエンジン速度での弁の色々異なった開放行程を実際に示している。 図１４は、『カーチル』タイプの運転サイクルが得られるエンジンの更なる運 転モードを示している。このサイクルでは、従来のサイクルに対応した吸気弁と 排気弁の正規の開放ステージを越えて、排気弁の付加開放ステージがこの図の破 線によって示されているように得られる。前に説明したように、吸入ステージの 最終部分及び圧縮ステージの最初部分における排気弁のこの付加開放によって、 シリンダのより優れた充填が得られる。実際には、排気弁のこの付加開放の第１ 部分ａでは、吸入導管から排気導管へ直接幾分かの新気が流れるのに対して、第 ２部分ｂでは、排気導管内へ導入された空気は、排気ステージにある他のシリン ダによって排気マニホールド内でしばらくして確立する過剰圧力によってそのシ リンダ内に戻る。本発明に係るエンジンでは、電子式制御手段は、この付加開放 が有利になっている幾つかのエンジン速度でのみカーチルサイクルに従って、排 気弁の上記付加開放を行うために各々のソレノイド弁を制御することができるの に対して、それが有害となる速度ではそれは排除されることになる。 図１５は、最後に、破線でない線によってエンジンの正規の運転サイクルにお ける吸気弁と排気弁の開放行程を示しているのに対して、破線によって、いわゆ る『ミラー』サイクルを与える更なる運転モードでの吸気弁の開放行程と、変遷 状態において使用者からの要求に応答して、所謂『ターボ遅れ』効果を、即ちタ ーボ過給機の慣性を減じるのに役立つなお更なる運転モードでの排気弁の開放行 程とを各々示している。特に、第１のケースでは、吸気弁の閉鎖は、圧縮比を下 げたり又は高めるために先行されたり又は延ばされたりする（図１５に示された ケースでは、それは延ばされている）。もし例えば、吸気弁の閉鎖が延ばされる と、圧縮ステージはピストンが既に下死点から上昇した時点で始まり、その結果 、圧縮比は下げられる。このように、到達される温度は低下され、結果的に排気 のＮＯ_xは低減される。反対に、圧縮比を高めることで圧縮空気の増加が達成さ れ、それは例えば冷たい温度でのエンジンの始動を助力するために有利である。 『ターボ遅れ』効果を低減するようになっている運転モードの代わりのケース （図１５の左側の破線線図）では、排気弁の開放は、排気ガスがより大きいエン タルピーを持つために先行され且つ拡大されることになり、それで変遷状態にお けるターボ過給機の慣性による有害な作用を減じることになる。 従って、上記説明から明白なように、本発明は、特に排気ガスによって作動さ れるターボ過給機によって過給されるタイプのトラック用ディーゼルエンジンを 提供するものであり、そのエンジンには可変弁作動システムが設けられており、 そのエンジンでは、吸気弁と排気弁を制御するカムは、それらがエンジンの正規 の運転サイクル内の正規の開放ステージ中ばかりでなく、更にサイクルの付加ス テージ中でも弁制御ができるようなプロフィルを有しており、結果的に可変弁作 動システムの一部を形成する電子式制御手段はカムプロフィルの対応部分に能力 を与えたり、能力を奪ったりすることができ、それでエンジンの使用の状況に応 じて選択されるエンジンの複数の異なった運転モードを与えることになる。電子 式制御手段は、エンジンの運転条件に従って、又は例えば使用者からの要求に基 づいた制動運転モードのケースで、自動的に各種の運転モードの選択を行うため に構成されている。 本発明の更なる好適な特色は、特に上述された方法によって表されおり、それ によってエンジンの制動運転モードが与えられることになり、それは、簡単な手 段によって、エンジン速度と共に変化する範囲まで車両の効率的な制動を達成す るものである。 当然に、本発明の原理が同じままとなっている限り、構成の詳細と実施例は、 本発明の技術的範囲から逸脱しないように、ただ例によって図解されたものに対 して広く変わり得るものである。 例えば、本発明に係るエンジンのカム形状は、更に、添付図面の例によって示 されたものと違ったものとできることは明白である。勿論、同じことが、油圧式 タペットを制御する装置の構成と幾何学的形状にも当てはまる。 本発明によれば、エンジンの正規の運転サイクルに加えて、少なくとも制動運 転モードを行うためにカムが設計されていることが必須である。上述のような更 なる運転モードも提供できるカムを用意することは、明らかに好ましく、更に上 述のものと異なった更に別の運転モードが提供されるケースも排除できない。 要するに、本発明によって、ターボ過給機によって過給されるタイプのトラッ ク用多気筒ディーゼルエンジンを得ることは可能であり、そのエンジンは簡単な 手段によって自動車の制動や、有毒発散物の低減や、内部排気ガス再循環の可能 性等の異なった可能な要求に答えて異なった運転モードに従って運転できる。 当然、本発明は、過給されていないエンジンにも適用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペコーリ，アンドレア イタリア、イ―10043オルバッサーノ、ス トラーダ・トリノ50番、チ・エレ・エッフ ェ・ソシエタ・コンソルティーレ・ペル・ アチオニ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． − 各々には、各々の吸気と排気の導管を制御するために、弁を閉鎖 位置に向かって付勢する各々の戻りスプリング手段（４）が設けられた、各シリ ンダ用の少なくとも一つの吸気弁（１）及び少なくとも一つの排気弁（Ｅ）と、 − 各々のタペット（７）によってエンジンのシリンダの吸気弁及び排気弁 （Ｉ、Ｅ）を作動するもので、各吸気弁と各排気弁を駆動するカム（Ｃ_I、Ｃ_E） を有したカム軸（１０）と、 − 各々のタペット（７）から弁を分離して各々の戻りスプリング手段 （４）の作用を受けて急速に弁を閉鎖させるために、ソレノイド弁（１５）を介 して放出チャンネル（１２）に接続されるようになっていて、各吸気弁（Ｉ）と 各排気弁（Ｅ）とに関連した圧力流体室（６）と、 − エンジンの一つ以上の運転パラメータの関数として各々の吸気弁又は排 気弁（Ｉ、Ｅ）の開放時間と行程を変えるために、各ソレノイド弁（１５）を制 御する電子式制御手段とから構成され、 − 上記タペット（７）の各々は、上記戻りスプリング手段（４）の作用に 対抗して、圧力流体室（６）を含んだ液圧手段の介入を介して各々の吸気弁又は 排気弁（Ｉ、Ｅ）を駆動するようになっている多気筒ディーゼルエンジンにおい て、 − エンジンのカム軸（１０）の各カムは、それによって制御される各々の 吸気弁又は排気弁（Ｉ、Ｅ）をエンジンの正規の運転サイクル内の従来の開放ス テージ中ばかりでなく、更にそのサイクルの幾つかの付加ステージでも開放させ るようなプロフィルを有しており、 かつ、上記電子式制御手段は、各ソレノイド弁（１５）を開放させるように なっており、それで上記の従来のステージ中及び／若しくは各々のカムが弁を開 放させる一つ又はそれ以上の上記付加ステージ中に各々の吸気弁又は排気弁（Ｉ 、Ｅ）を閉鎖状態に保つことになり、その結果エンジンが上記ソレノイド弁（１ ５）を制御することで異なった運転モードに従って選択的に運転されることを特 徴とする多気筒ディーゼルエンジン。 ２． 上記電子式手段は、制動としてのエンジンの運転モードを与えるよう になっており、そこでは、何ら燃料がシリンダ内に噴射されず、また各ソレノイ ド弁（１５）は、ほぼ各々のピストンの下死点から上死点への各上昇行程中に各 シリンダの吸気弁及び排気弁（Ｉ、Ｅ）を閉鎖状態に保つように制御され、それ で制動効果を得るために各ピストンの上昇行程で吸収される動力を活用すること になり、上記電子式手段は、更に、各々のカム(Ｃ_E)の作用によって、ピストン が上死点に到達する直前に各々のソレノイド弁（１５）を閉鎖することで各排気 弁を開放できるようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のエン ジン。 ３． 上記エンジンは、排気ガスによって作動されるターボ過給機によって 過給されるものであり、上記エンジンの制動運転モードにおいて、排気弁（Ｅ） は上死点からのピストンの下降行程の最初の部分中に開放状態に保持され、それ でターボ過給機に供給される空気流量を低減するために、排気導管からシリンダ 内に空気を取り込むようにしていることを特徴とする請求の範囲第２項記載のエ ンジン。 ４． 上記制動運転モードでは、吸気弁は、下死点に向かったピストンの下 降行程の最終部分で開放状態に保持されることを特徴とする請求の範囲第３項記 載のエンジン。 ５． 各排気弁（Ｅ）を制御するカム(Ｃ_E)のプロフィルは、それがほぼ吸 気ステージの最終部分中に排気弁（Ｅ）の付加開放ステージを引き起こすような ものとなっており、それでカーティル型運転サイクルを与えることになり、上記 電子式手段は、上記カムに能力を与えないようになっており、それでエンジンの 所定の運転速度で排気弁（Ｅ）の上記付加開放を排除することことを特徴とする 請求の範囲第１項記載のエンジン。 ６． 上記電子式制御手段は、エンジンの運転条件に従って圧縮比を変える ために、エンジンの正規の運転サイクルに対して吸気弁の閉鎖タイミングを変え るようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のエンジン。 ７． 上記電子式制御手段は、『ターボー遅れ』効果を低減するために、エ ンジンの正規の運転サイクルに対して排気弁の開放タイミングを先行させるよう になっていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のエンジン。