JPH0122462B2 - - Google Patents

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JPH0122462B2
JPH0122462B2 JP56111547A JP11154781A JPH0122462B2 JP H0122462 B2 JPH0122462 B2 JP H0122462B2 JP 56111547 A JP56111547 A JP 56111547A JP 11154781 A JP11154781 A JP 11154781A JP H0122462 B2 JPH0122462 B2 JP H0122462B2
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engine
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Hisashi Kawai
Takeshi Tanaka
Kenji Iwamoto
Masayuki Abe
Eiji Hashimoto
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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    • F02M59/447—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means specially adapted to limit fuel delivery or to supply excess of fuel temporarily, e.g. for starting of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は過給式デイーゼルエンジンの安全装置
に関する。
過給式デイーゼルエンジンにおいては、過給の
状態を吸気管内の圧力の上昇によつて検知し、こ
の吸気管内の圧力を燃料噴射ポンプのブーストコ
ンペンセータに導入して燃料量の増量をはかつて
いる。燃料増量の結果、デイーゼルエンジンの熱
負荷が増大し燃焼室壁温が上昇するが、この温度
上昇が過大であれば燃焼室壁やピストンが溶損す
るという危険が生じる。このため前記の燃料増量
には、かなりの安全率を見込んで歯止めがかけら
れており、この結果十分な過給効果をあげること
ができないという欠点があつた。
また過給機としてターボチヤージヤを使用する
時、同様に排気温度の上昇による損傷の危険があ
る。このため前記の燃料増量には、かなりの安全
率を見込んで歯止めがかけられており、この結果
十分な過給効果をあげえない、という欠点があつ
た。また同時に、前記の安全率が小さければ、実
際にエンジンやターボチヤージヤが損傷してしま
うという危険があり、問題点を有していた。
本発明の目的は前述の従来形の装置の問題点に
かんがみ、熱負荷量が異常に大きい場合に、燃料
噴射ポンプの燃料増量を停止または減量するとい
う構想に基づき、燃焼室の温度上昇または排気ガ
スの温度上昇によるエンジンの溶損、破損等の異
常事態を回避し安全を図ることにある。また同時
にこの安全対策により通常は十分に過給の効果を
あげることを第２の目的としている。
本発明においては、過給時に燃料量を増量する
増量手段および燃焼室内に設けられたグロープラ
グを備える過給式デイーゼルエンジンの安全装置
において、燃焼室内の温度に対応する前記グロー
プラグの通電状態からエンジンの熱負荷量を検出
する検出手段と、該検出手段により検出された前
記熱負荷量が所定値以上となつた時、前記増量手
段による燃料増量を強制的に停止もしくは低減さ
せる制御手段とを備えることを特徴とする過給式
デイーゼルエンジンの安全装置が提供される。
第１図、第２図および第３図によつて、本発明
の適用されるべきターボチヤージヤ付デイーゼル
エンジンの一般的な構成について説明する。ま
ず、第１図によつてシステム全体の構成を説明す
る。副室付デイーゼルエンジン１は副室１１に燃
料噴射ノズル１２を備えている。燃料噴射ノズル
１２には燃料噴射ポンプ２から燃料が圧送されて
くる。燃料噴射ポンプ２はデイーゼルエンジン１
のクランクシヤフトによつてその1/2の速度で駆
動されている。この燃料噴射ポンプ２には、ター
ボチヤージヤ３の作動状況に応じて燃料を増量す
るための増量手段としてのブーストコンペンセー
タ２１が備えられている。このブーストコンペン
セータ２１にはデイーゼルエンジン１の吸気管１
３内の圧力が導入されている。吸気管１３にはタ
ーボチヤージヤ３のコンプレツサ３１を介して大
気が供給される。コンプレツサ３１の駆動軸３２
はタービン３３と共通であり、このタービン３３
によつてコンプレツサ３１は駆動されている。タ
ービン３３はデイーゼルエンジン１の排気管１４
によつて排気ガスが導入されており、この排気ガ
スがタービン３３を回転させている。
第２図によつて燃料噴射ポンプ２の構成を説明
する。燃料噴射ポンプ２はボツシユVE形分配式
でありブーストコンペンセータ２１を備えてい
る。ブーストコンペンセータ２１はダイアフラム
式であつて、ダイアフラム室２１１を有し、この
ダイアフラム室２１１にエンジン吸気管１３内の
圧力が導入されており、この圧力に応じてダイア
フラム２１２が上下すると、ダイアフラム２１２
と一体になつたコントロールシヤフト２１３が上
下する。このコントロールシヤフト２１３が下降
する程、ガバナレバー２１４の許容開度が大きく
なり、燃料噴射ポンプ２の最大燃料供給量が増大
する。
第３図によつてエンジン１の燃焼室の構成を説
明する。副室１１には燃料噴射ノズル１２とグロ
ープラグ１６が設けてある。以上に説明した第１
図、第２図、及び第３図の構成は公知であり、詳
細は「内燃機関」（vol.20No.247、1981、３、９〜
16頁）に説明されている。
本発明の一実施例としての過給式デイーゼルエ
ンジンの安全装置を第４図および第５図によつて
説明する。グロープラグ１６は発熱体がニツケル
Niや白金Ptよりなつており、電気抵抗値が温度
に対して直線的に変化する特性をもつている。制
御回路５はこのグロープラグ１６の電気抵抗を検
出しており、この電気抵抗が温度900℃以上に相
当する値となつた時に電磁式三方弁４に通電を高
う。電磁式三方弁４は３個の開口４１，４２，４
３を備えている。開口４１は吸気管１３と導通し
ており、開口４２はブーストコンペンセータ２１
のダイヤフラム室２１１と導通しており、開口４
３は大気に導通している。電磁式三方弁４は通常
では開口４１と４２とが導通しているが、通電さ
れたときにのみ開口４２と４３とが導通するよう
になつている。よつて通常ではブーストコンペン
セータ２１のダイヤフラム室２１１には吸気管１
３内の圧力が導入されているが、電磁式三方弁４
に通電された時のみこのダイヤフラム室２１１に
は大気圧が導入される。
制御回路５はグロープラグ１への発熱のための
通電が行われていない時のみグロープラグ１６の
電気抵抗を検出するようになつている。
制御回路５について説明する。入力端子５１は
前記グロープラグ１６の一端に接続してある。グ
ロープラグ１６の他端は接地してある。入力端子
５２はリレーコイル７２の一端に接続してある。
入力端子５１はダイオード５５の負極に接続して
ある。入力端子５２は抵抗６６を介してトランジ
スタ６７のベースに接続してあり、出力端子５３
の三方弁４のコイルの一端に接続してある。ダイ
オード５５の正極は抵抗５４の一端と差動増幅器
５９の非反転入力へ接続してあり、抵抗５４の他
端と抵抗５６の一端には一定電圧Vcが印加して
ある。抵抗５６の他端はダイオード５７の正極と
差動増幅器５９の反転入力に接続してある。ダイ
オード５７の負極は抵抗５８の一端に接続してあ
り、該抵抗５８の他端は接地してある。差動増幅
器５９の出力は比較器６０に非反転入力に接続し
てあり、該比較器６０の反転入力は可変抵抗６１
の可変端子に接続してある。該可変抵抗６０の固
定端子の一端には一定電圧Vcが印加してあり、
他端は接地してある。比較器６０の出力は抵抗６
２，６３を介してトランジスタ６４のベースに接
続してある。該トランジスタ６４のエミツタは接
地してあり、コレクタは本制御回路５の出力端子
５３に接地してある。トランジスタ６７のエミツ
タは接地してあり、コレクタは前記抵抗６２と抵
抗６３の接続点に接続してある。抵抗６８はトラ
ンジスタ６７のベースとアースとの間に挿入して
ある。トランジスタ６４のベースは抵抗６５を介
して接地されている。
バツテリ７０の正極はスイツチ７１の一端とリ
レー７２の接点の一端に接続してあり、該スイツ
チ７１の他端はリレー７２のコイルの一端に接続
してある。該リレー７２のコイルの他端は接地し
てあり、前記リレー７２の接点の他端はグロープ
ラグ１６の一端に接続してある。スイツチ７１が
オンするとリレー７２が作動してグロープラグ１
６を赤熱する。つまりスイツチ７１がオンすると
リレー７２が作動してリレー７２の接点が接続さ
れてグロープラグ１６にバツテリ７０から電流が
流れて赤熱する。赤熱した時にスタータを回して
エンジンを始動する。エンジンが始動するとスイ
ツチ７１をオンしてグロープラグ１６への通電を
停止する。
制御回路５の作動を説明する。グロープラグ１
６にはリレー７２からの通電はないものとする。
グロープラグ１６は第１気筒に装着されている。
グロープラグ１６は第１気筒内の温度になつてい
るのでグロープラグ１６の電熱線の抵抗値はその
温度に対応した値になつている。抵抗５４、ダイ
オード５５、グロープラグ１６、抵抗５６、ダイ
オード５７、抵抗５８はブリツジ回路を構成して
いる。ダイオード５５はリレー７２が作動した時
にリレー７２の接点から制御回路５の方向に電流
が流れないためのものであり、ダイオード５７は
ブリツジの平衡をとるために挿入してある。抵抗
５４とダイオード５５の接続点と抵抗５６とダイ
オード５７の接続点の電位差を差動増幅器５９で
増幅する。このブリツジ回路におけるグロープラ
グ１６の通電状態は燃焼室内の温度に対応するグ
ロープラグ１６の抵抗値に依存する。そして、第
１気筒内の温度が上がるとグロープラグ１６の抵
抗値は大きくなるので差動増幅器５９の出力電圧
は大きくなり、温度が低くなると小さくなる。従
つて気筒内の温度に対応した電圧が差動増幅器５
９の出力に出力される。比較器６０は設定電圧、
ここでは900℃に対応する電圧VRと前記差動増幅
器５９の出力電圧VXとを比較する。VX≧VRのと
き比較器６０の出力には高レベルの信号が出、
VX＜VRのとき低レベルの信号が出る。従つて第
１気筒内の温度が900℃以上になると比較器６０
の出力に高レベルの信号が出る。するとトランジ
スタ６４はオンして三方弁４を作動させる。比較
器６０の出力が低レベルのときトランジスタ６４
はオフして三方弁４は作動しない。
一方スイツチ７１が作動すると制御回路５の入
力端子５２は高レベルになりトランジスタ６７は
オンする。従つて比較器６０の出力の如何にかか
わらずトランジスタ６４はオフして三方弁４の作
動を停止する。
グロープラグ１６が本来の役割である発熱作用
を行つている間は制御回路５は作動を行わない。
なお、グロープラグ１６の発熱のための電気回路
は公知であり、本発明に対して重要な意味を持た
ないので省略している。グロープラグ１６への発
熱のための通電が終了した時、制御回路５はグロ
ープラグ１６の電気抵抗値を検出し始める。通常
グロープラグ１６の温度は500〜800℃であつてこ
れに相当する電気抵抗を検出した制御回路５は電
磁式三方弁４に通電することはない、この結果、
吸気管１３内の圧力はブーストコンペンセータ２
１のダイヤフラム室２１１に導入される。ターボ
チヤージヤ３が過給効果を発揮すれば、吸気管１
３内の圧力は大気圧よりも大きくなり、ダイアフ
ラム２１２はコントロールシヤフト２１３を押し
下げるので、ガバナレバー２１４の許容開度は大
きくなつて燃料の増量が許容される。しかし、高
負荷運転があまりに長時間続くとか、または燃料
ポンプの調整の誤差や経時変化等によつて燃料量
が過大となつたりしたような場合に燃焼温度が異
常に高くなることがある。グロープラグ１６の温
度が900℃を越える場合は燃焼室壁の溶損の危険
が大となつたと判断し、制御回路５はグロープラ
グ１６の抵抗値が900℃に相当する値を越えた時
に電磁式三方弁４に通電を開始する。この結果、
ブーストコンペンセータ２１のダイアフラム室２
１１内の圧力は大気圧となり、コントロールシヤ
フト２１３は上昇するので、ガバナレバー２１４
の許容開度は小さくなつて燃料の増量は停止され
る。これによつてターボチヤージヤ３やエンジン
１の損傷が防止できる。グロープラグ１６の温度
が900℃よりも低下した時にはまた燃料の増量は
再開される。
上述の実施例においては、燃焼室内の温度検出
手段としてグロープラグの電気抵抗値の変化を利
用しているので、特別な温度検出手段の追加を必
要としないという優れた効果を有する。
本発明の他の実施例について述べる。第４図の
実施例においてはグロープラグの電気抵抗の温度
による変化を用いて温度を検出しているが、簡便
な方法として危険温度で断線するグロープラグの
特性を用いて温度の上昇を検出することもでき、
低コストの装置が得られる。上記以外については
第４図および第５図の実施例と同一である。
本発明によれば、過給時に燃料量増量されるこ
とにより増大するエンジンの熱負荷量が許容量を
超えるのを、燃焼室内の温度に対応するグロープ
ラグの通電状態から、迅速かつ容易に検出でき、
異常時には過給時の燃料増量を強制的に停止もし
くは低減させているので、エンジン自体やエンジ
ン周辺の各部の溶損、破損等を回避し安全を図る
ことができる。また同時にこの安全対策により通
常は十分に過給の効果をあげることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は一般の過給式デイーゼルエンジンの構
成を示す図、第２図は第１図のエンジンにおける
燃料噴射ポンプの構成を示す図、第３図は第１図
のエンジンにおける燃焼室の構成を示す図、第４
図は本発明の一実施例としての過給式デイーゼル
エンジンの安全装置の構成を示す図、第５図は第
４図の装置における制御回路の回路図である。 １……副室付デイーゼルエンジン、２……燃料
噴射ポンプ、３……ターボチヤージヤ、４……電
磁式三方弁、５……制御回路、１１……副室、１
２……燃料噴射ノズル、１３……吸気管、１４…
…排気管、１６……グロープラグ、２１……ブー
ストコンペンセータ、３１……コンプレツサ、３
３……タービン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 過給時に燃料量を増量する増量手段および燃
    焼室内に設けられたグロープラグを備える過給式
    デイーゼルエンジンの安全装置において、燃焼室
    内の温度に対応する前記グロープラグの通電状態
    からエンジンの熱負荷量を検出する検出手段と、
    該検出手段により検出された前記熱負荷量が所定
    値以上となつた時、前記増量手段による燃料増量
    を強制的に停止もしくは低減させる制御手段とを
    備える過給式デイーゼルエンジンの安全装置。 ２ 前記検出手段は前記グロープラグの電気抵抗
    からエンジンの熱負荷量を検出する特許請求の範
    囲第１項に記載の過給式デイーゼルエンジンの安
    全装置。 ３ 前記検出手段は前記グロープラグの断線状態
    からエンジンの熱負荷量を検出する特許請求の範
    囲第１項に記載の過給式デイーゼルエンジンの安
    全装置。
JP56111547A 1981-07-18 1981-07-18 過給式デイ−ゼルエンジンの安全装置 Granted JPS5813134A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56111547A JPS5813134A (ja) 1981-07-18 1981-07-18 過給式デイ−ゼルエンジンの安全装置
US06/398,712 US4512307A (en) 1981-07-18 1982-07-15 Fuel quantity control apparatus of supercharged diesel engine with safety measures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56111547A JPS5813134A (ja) 1981-07-18 1981-07-18 過給式デイ−ゼルエンジンの安全装置

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Publication Number Publication Date
JPS5813134A JPS5813134A (ja) 1983-01-25
JPH0122462B2 true JPH0122462B2 (ja) 1989-04-26

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ID=14564141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56111547A Granted JPS5813134A (ja) 1981-07-18 1981-07-18 過給式デイ−ゼルエンジンの安全装置

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