JPH0322515Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） この考案は内燃機関の過給装置の改良に関す
る。

（背景技術） デイーゼル機関では機関出力の向上のために、
例えばターボ過給機を採用したものがある。

ターボ過給機は一般に、急加速時等での過給の
応答遅れを改善する上では低速型とする方が良い
が、しかし低速型は高速型に較べて部分負荷域で
必要以上の過給を行なうため、ポンピングロスが
増大し、燃費が悪化するという問題点がある。

そこで、デイーゼル機関において、部分負荷域
での燃費と急加速時での過給の応答遅れを改善す
るため、高速型のターボ過給機を採用し、第１図
のように構成したものが、実開昭58−181936号公
報に提案されている。

これを説明すると、１は機関本体、２は高速型
のターボ過給機、３は吸気マニホールド、４は排
気マニホールドを示す。

吸気マニホールド３の直ぐ上流の吸気路５に
は、高圧空気タンク６に連通する高圧通路７が接
続され、この通路７の途中に常閉弁（電磁弁）８
が介装される。

常閉弁８はリレー９を介しコントロール装置１
０によつて開閉制御される。

コントロール装置１０は機関回転センサ１１と
負荷センサ１２からの入力信号に基づき、低回転
高負荷域でリレー９にオン信号を出力し、常閉弁
８を開くようになつている。

従つて、低速走行から加速走行に移行すると、
コントロール装置１０により、リレー９を介し常
閉弁８が開かれる。

これにより、高圧空気タンク６からも高圧空気
が吸気マニホールド３に供給され、従つて第２図
に示すようにブースト圧の立ち上りが急速にな
り、ターボ過給機の応答遅れが改善される。

しかし、このように吸気路に過給気を供給する
のでは、吸排気弁のオーバラツプにもとづく過給
気の漏れ等が無視できず、所定の過給量を確保す
るのに高圧タンクの容量が極めて大きくなるとい
う欠点がある。

ところで、デイーゼル機関では、エンジンブレ
ーキを利かせる上で、例えば第３図のようなコン
プレツシヨンブレーキ装置が採用される（実開昭
56−126640号公報）。

１３は燃焼室、１４はピストン、１５は吸気
弁、１６は排気弁で、吸排気弁１５，１６はロツ
カアーム１７，１８を介し図外のカムシヤフトの
回転により機関回転に同期して所定のバルブタイ
ミングで開閉する。

燃焼室１３には吸排気ポート１９，２０のほか
に、リリーフポート２１が開口され、リリーフポ
ート２１の開口部に第３弁２２が配設される。

第３弁２２はロツカアーム２３を介し吸排気弁
１５，１６と同じくカムシヤフトにより駆動さ
れ、圧縮工程上死点付近で開くようになつてい
る。

この第３弁２２の動弁機構にはエンジンブレー
キの非作動時にバルブリフトを吸収する、つまり
第３弁２２の開閉作動を停止する装置（図示せ
ず）が設けられる。

従つて、エンジンブレーキ作動時には第３弁２
２が圧縮工程上死点付近で開くと、この弁２２を
介し燃焼室１３内の圧縮空気（燃料噴射はカツト
される）が逃げ出す。

このため、ピストン１４を上死点から下死点に
下げるまでの仕事量が増加し（圧縮工程での損失
が回収できず）その結果、エンジンブレーキの利
きが良くなる。

ところで、前記のターボ過給機付デイーゼル機
関ではコンプレツサ５５を駆動し、高圧空気タン
ク６に過給用の高圧空気を蓄えるようになつてい
るが、このため、コンプレツサ５５を駆動するの
に機関出力がロスされるという問題点があつた。

（考案の目的） この考案はこのような問題点に着目しなされた
もので、コンプレツシヨンブレーキ装置を採用し
た内燃機関に、第３弁を介して燃焼室から逃げ出
す圧縮空気を高圧タンクに蓄え、過給用の高圧空
気として再利用することにより、コンプレツサの
駆動力を節約するようにした内燃機関の過給装置
を提供することを目的とする。

（考案の構成及び作用） そのため、この考案は、燃焼室に吸排気弁とと
もに第３弁を設け、燃焼室と高圧空気源を第３弁
を介し接続する高圧通路を形成する一方、機関運
転状態を検出する手段を設け、機関低速高負荷時
に第３弁を圧縮行程初期に所定期間だけ開弁させ
る制御手段と、機関減速時に同じく第３弁を圧縮
行程初期と終期にそれぞれ所定期間開弁させる制
御手段とを備える。

即ち、エンジンブレーキ作動時（減速時）に、
第３弁が圧縮工程上死点付近で開くと、第３弁を
介して燃焼室から逃げ出す圧縮空気は高圧空気源
に蓄えられる。

そして、この圧縮空気は加速走行に移行する
と、この時には圧縮行程初期で開く第３弁を介し
過給用の高圧空気として燃焼室に供給される。

（実施例） 以下、この考案を第４〜６図のターボ過給デイ
ーゼル機関に適用した実施例に従つて説明する。
尚、第１図と同一部分は同一符号を付す。

第４図において、１３は機関本体１の燃焼室、
１５はその吸気弁、１６は排気弁、２は高速型の
ターボ過給機を示す。

燃焼室１３は高圧通路２５を介し高圧空気タン
ク６に連通され、高圧通路２５の燃焼室１３側の
開口部には第３弁２６が配設される。

第３弁２６は後述するコントロール装置２７に
より駆動制御され、加速時には機関回転に同期し
て圧縮工程下死点付近で所定期間開き、高圧空気
タンク６からの高圧空気を燃焼室１３に過給する
一方、減速時には同じく圧縮工程下死点付近とと
もに上死点付近で所定期間だけ開き、燃焼室１３
の圧縮空気を高圧空気タンク６へと逃がし、エン
ジンブレーキの利きを良くする。

第３弁２６は第５図の示すように、弁軸２６Ａ
上部にシリンダヘツド２８に形成した油室（シリ
ンダ）２９に摺動自由なピストン３０が設けら
れ、油室２９の油圧に応動するピストン３０と一
体的に開閉作動する。５８はリターンスプリング
を示す。

上記油室２９は第６図のように、油圧回路３
１，３２を介し第１と第２のピストンポンプ３
３，３４に接続される。

第１と第２のピストンポンプ３３，３４はカム
シヤフト３５の第１と第２のカムシヤフト３６，
３７（吸排気弁のカムとは別に形成される）によ
りピストン３８，３９が押し上げられると、上記
油室２９に油圧を供給する。

尚、第１のカム３６は機関回転に同期して圧縮
行程下死点付近でピストン３８を所定期間リフト
させるカムプロフイールに、第２のカム３７は同
じく圧縮工程上死点付近でピストン３９をリフト
させるカムプロフイールに各々設定される。

油圧回路３１，３２にはリリーフ弁４０，４１
の開き時にピストンポンプ３３，３４からの圧油
をタンク側に逃がす戻し通路４２，４３が接続さ
れ、リリーフ弁４０，４１は電磁弁４４，４５を
介しパイロツト圧が供給されると開くようになつ
ている。

電磁弁４４，４５を駆動制御するのがコントロ
ール装置で、コントロール装置２７は機関回転セ
ンサ１１と負荷センサ１２からの入力信号に基づ
き、加速時に一方の電磁弁４４に、減速時に両方
の電磁弁４４，４５にオン信号を出力し、リリー
フ弁４０又は４０，４１へのパイロツト圧の供給
を停止させる。

５６，５７は電磁弁４４，４５を介しパイロツ
ト圧が供給されると開く遮断弁、４６，４７はリ
リーフ弁４０，４１を介しタンク側に逃げた作動
油を補うための補充通路で、電磁弁４４，４５を
介しリリーフ弁４０，４１と遮断弁５６，５７に
パイロツト圧も供給する。５０〜５３はチエツク
弁を示す。

次に作用を説明する。

例えば低速走行から加速走行に移行すると、コ
ントロール装置２７は電磁弁４４を介しリリーフ
弁４０を閉じる。

これに伴つて、ピストンポンプ３３からの油圧
が油室２９へと供給され、第３弁２６は第７図実
線で示すように、機関回転に同期して圧縮行程下
死点付近で所定期間開く。

これにより、高圧空気タンク６から第３弁２６
を介し高圧空気が直接内に燃焼室１３に供給さ
れ、従つて燃焼室内の空気量はターボ過給機２の
過給気量に加えて、低回転から急速に増加するた
め、ターボ過給の応答遅れ（ターボラグ）が改善
される。

この場合、高圧空気タンク６からの高圧空気は
直接、燃焼室１３に供給されるため、従来（第１
図）のように吸気マニホールド３を介し供給する
場合と違つて吸排気系に逃げることがなく、この
ため、燃焼室１３の空気量の立ち上りが急速で、
ターボラグの更に一段の改善が図れる。

一方、コントロール装置２７は減速時に電磁弁
４４，４５を介し、今度はリリーフ弁４０ととも
にリリーフ弁４１を閉じる。

これにより、ピストンポンプ３４からの油圧が
油室２９へと供給され、第３弁２６は第７図点線
のように、機関回転に同期して圧縮行程上死点付
近でも所定期間開く。

従つて、圧縮工程の初期に過給された空気は、
燃焼室１３でピストン１４の上昇に伴つて圧縮高
圧化された後、圧縮終了付近で第３弁２６を介し
高圧空気タンク６へと逃げる。

このため、第８図で示したように圧縮行程での
仕事の増加と、膨張行程での燃焼室１３内の圧力
低下で、ピストン１４を下死点に押し戻すに要す
る仕事量が増大し、その結果、エンジンブレーキ
の利きが良くなる。

ところで、この実施例ではエンジンブレーキは
作動時に燃焼室１３から第３弁２６を介し逃げ出
す圧縮空気は、上述のように高圧空気タンク６に
蓄えられ、加速時にはこれを過給用の高圧空気と
して燃焼室１３に供給するようにしたので、従来
（第１図）の場合に比べて高圧空気タンク６のコ
ンプレツサ５５に要する駆動力が大幅に節約でき
る。

尚、加減速時以外ではリリーフ弁４０，４１が
開かれ、ピストンポンプ３３，３４からの圧油は
油室２９に作用せず、常閉弁２６は閉じ位置で作
動が停止される。

以上本考案をターボ過給デイーゼル機関に適用
した例を用い説明したが本考案はターボ過給の有
無を問わず内燃機関一般に適用できることは明ら
かである。

（考案の効果） 以上要するにこの考案によれば、加速時など効
率よく第３弁を通して過給することができ、エン
ジンの加速応答性を向上させられる一方、エンジ
ンブレーキ時には圧縮初期に高圧空気を吹込むた
めに強力なコンプレツシヨンブレーキ効果が得ら
れ、このブレーキ時に逃がした空気は過給用の高
圧空気として再利用するので高圧空気を生成する
コンプレツサの駆動力が大幅に節約できるという
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の慨略構成図、第２図はその
ブースト圧特性図、第３図は他の従来装置の要部
断面図、第４図はこの考案の実施例を示す概略構
成図、第５図はその要部断面図、第６図は同じく
油圧回路図、第７図は常閉弁の制御特性図、第８
図はエンジンブレーキ作動時のＰ−Ｖ線図であ
る。 １……機関本体、２……ターボ過給機、６……
高圧空気タンク、１３……燃焼室、２５……高圧
通路、２６……第３弁、２７……コントロール装
置、２９……油室、３０……ピストン、３１，３
２……油圧回路、３３，３４……ピストンポン
プ、３５……カムシヤフト、３６，３７……カ
ム、４０，４１……リリーフ弁、４４，４５……
電磁弁、５６，５７……遮断弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室に吸排気弁とともに第３弁を設け、燃焼
   室と高圧空気源を第３弁を介し接続する高圧通路
   を形成する一方、機関運転状態を検出する手段を
   設け、機関低速高負荷時に第３弁を圧縮行程初期
   に所定期間だけ開弁させる制御手段と、機関減速
   時に同じく第３弁を圧縮行程初期と終期にそれぞ
   れ所定期間開弁させる制御手段とを備えたことを
   特徴とする内燃機関の過給装置。