JPH07217416A - ディーゼル機関 - Google Patents

ディーゼル機関

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JPH07217416A
JPH07217416A JP6026028A JP2602894A JPH07217416A JP H07217416 A JPH07217416 A JP H07217416A JP 6026028 A JP6026028 A JP 6026028A JP 2602894 A JP2602894 A JP 2602894A JP H07217416 A JPH07217416 A JP H07217416A
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JP
Japan
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fuel
pressure
valve
strain gauge
converter
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Withdrawn
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JP6026028A
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English (en)
Inventor
Tadashi Fukuyoshi
正 福吉
Yoshinori Nagae
禎範 永江
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明のディーゼル機関の目的は、排気カム
及び燃料カムのない機関において、作動油蓄圧器の圧力
を適正に設定し排気弁着座時の過度の衝撃をなくし且メ
インテナンス容易なディーゼル機関を提供することにあ
る。 【構成】 本発明のディーゼル機関は、排気カム及び燃
料カムのないものにおいて、作動油蓄圧器9に設けられ
た圧力調整弁107と、噴射管に貼られたストレーンゲ
ージ101と、之に接続されたアンプ102と、之に接
続されたA−D変換器103と、クランク軸直結のエン
コーダ6と、A−D変換器103に接続されたコンピュ
ータ104と、之に接続されたD−A変換器105と、
之に接続されたドライバ106とを有して成ること及び
噴射管に代えカバーボルトにストレーンゲージ201を
貼ること及びストレーンゲージ101に代え筒内圧力セ
ンサ301で代用したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来例を図5,6によって説明する。図
5は排気カム及び燃料カムのないディーゼル機関の従来
例の構成図、図6は排気弁及び燃料弁の開閉時期を示す
線図である。図において、1はクランク軸、3は燃料ポ
ンプ、4は燃料弁、5は燃焼室で何れも公知の機関要素
である。2は排気弁で油圧作動である。6はクランク軸
1に直結されたエンコーダ、7は作動油タンク、8は作
動油ポンプで作動油タンク7に連結されている。9は作
動油ポンプ8に連結された蓄圧器、10は蓄圧器9から
排気弁2に通じる油路に設けられた電磁切換弁、11は
燃料ポンプ3と蓄圧器9とを通ずる油路に設けられた電
磁切換弁、12は燃料タンク、13は燃料ポンプ3内の
ピストン、14は排気弁2の端に設けられ、その反対側
が電磁切換弁10を介して蓄圧器9に連結されたピスト
ン、15はピストンの反対側の圧力が下ると排気弁を閉
じさせる空気ばね、16はロータリーエンコーダ6が接
続され燃料弁4、排気弁2の開閉タイミングを制御する
コンピュータ、17はコンピュータ16の信号を増巾し
電磁切換弁10,11に電力を供給するパワーアンプで
ある。
【0003】前記従来例の作用を説明する。作動油ポン
プ8は作動油タンク7に蓄えられている作動油を蓄圧器
9へ送り、該蓄圧器は高圧油を蓄える。電磁切換弁10
がピストン14を蓄圧器9へ切換えると蓄圧器9の作動
油が働き空気ばね15の力に抗してピストン14を動か
し排気弁2を開く。電磁切換弁10が作動油タンク7へ
切換えるとピストン14の作動油が作動油タンクに通じ
空気ばね15の力で排気弁2が閉じる。電磁切換弁11
が燃料ポンプ3を蓄圧器9へ切換えると蓄圧器9の作動
油がピストン13に働き、燃料タンク12から供給され
る燃料を燃料弁4へ送るので燃料弁4が開き燃料を燃焼
室5へ噴射する。電磁切換弁11が作動油タンク7へ切
換えるとピストン13の作動油が作動油タンク7に通じ
油圧が抜け燃料ポンプ3の燃料送り出しが止り、燃料弁
4の噴射が止る。
【0004】エンコーダ6は常時クランク角を検出しそ
の信号をコンピュータ16に送る。コンピュータ16に
は図6に示すように排気弁閉じ角EVC、排気弁開き角
EVO、燃料弁開き角FVO、燃料弁閉じ角FVCが記
憶されて居り前記クランク角の信号が前記記憶されてい
る該当値になると、該当する信号をパワーアンプ17へ
送りパワーアンプ17は信号を増巾して電力をそれぞれ
電磁切換弁10,11へ送り、前記のとおり電磁弁を切
換える。即ちクランク角が排気弁開き角EVOになると
コンピュータ16の管制により電磁弁10がピストン1
4を蓄圧器9へ切換え蓄圧器9の作動油がピストン14
に働いて空気ばね15の力に抗して排気弁2を開く。機
関運転中ならば排気が行われる。クランク角が排気弁閉
じ角EVCになるとコンピュータ16の管制により電磁
切換弁10はピストン14を作動油タンク7へ切換える
のでピストン14の作動油の圧が抜け排気弁2は空気ば
ね15の力で閉じる。
【0005】クランク角が燃料弁開き角FVCになると
コンピュータ16の管制により電磁切換弁11が燃料ポ
ンプ3を蓄圧器9へ切換えるので、蓄圧器9の作動油が
ピストン13に働き燃料ポンプ3が燃料タンク12から
供給される燃料を燃料弁4へ押し出すので、燃料弁4が
開き燃料が燃焼室5へ噴射される。クランク角が燃料弁
閉じ角FVCになるとコンピュータ16の管制により電
磁切換弁11はピストン13に働く作動油を作動油タン
ク7へ切換えるので、ピストン13に油がかからず燃料
ポンプ3の燃料の押し出しが止り、燃料弁4の噴射が止
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】排気弁を開くのに必要
な力は開弁時の燃焼室の圧力に依存するが、前記排気弁
の開弁する力はピストンに加わる油圧即ち蓄圧器の油圧
に依存する。蓄圧器の油圧は燃焼室の圧力に無関係に一
定であるため、機関の低負荷時には排気弁のリフトが大
きくなり空気ばねの圧縮量が大きくなって、その反動で
排気弁の衝撃力が大きくなり排気弁の耐久性が悪くな
る。また作動油ポンプが不必要な量の作動油を圧縮する
ため動力の消費が大きくなり効率が悪い。
【0007】本発明の目的は前記不具合を解消し、排気
カム及び燃料カムのない機関において、作動油蓄圧器の
設定圧力を適正にし排気弁の着座時の過度の衝撃をなく
し、且メインテナンスの容易なディーゼル機関を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明のディーゼル機
関は、排気カム及び燃料カムを回転させるカム軸のない
いわゆるカム軸レスエンジンにおいて、作動油の蓄圧器
と、蓄圧器に設けられた圧力調整弁と、燃料噴射管の側
面に貼りつけられたストレーンゲージと、該ストレーン
ゲージに接続されたアンプと、該アンプに接続されその
出力をディジタル値に変換するA−D変換器と、機関の
回転速さを検出するエンコーダと、前記A−D変換器に
接続され圧力調整弁の圧力値を設定するコンピュータ
と、該コンピュータに接続されその出力をアナログ値に
変換するD−A変換器と、該D−A変換器に接続され前
記圧力調整弁を駆動するドライバとを有して成ることを
特徴とする。
【0009】第2発明のディーゼル機関は、請求項1記
載の燃料噴射管の側面に貼りつけられたストレーンゲー
ジがカバーボルトに貼りつけられたストレーンゲージで
あることを特徴とする。第3発明のディーゼル機関は請
求項1記載の燃料噴射管の側面に貼りつけられたストレ
ーンゲージがシリンダカバーに設けられた筒内圧力セン
サであることを特徴としている。
【0010】
【作用】排気弁を開くのに必要な力は開弁時の燃焼室の
圧力が高ければ大きく、低くければ小さい。前記開弁時
の燃焼室内圧力は機関の出力が大きいときは高くなり、
出力が小さいときは低い。機関の出力は燃料供給量に依
存し、燃料供給量は噴射期間の長さに比例する。燃料噴
射管の側面に貼りつけられたストレーンゲージ或はカバ
ーボルトに貼りつけられたストレーンゲージ或はシリン
ダカバーに設けられた筒内圧力センサから得られる信号
をアンプで増巾しA−D変換器でディジタル値に変換し
てコンピュータに入力する。エンコーダはエンジンのク
ランク角度信号を前記コンピュータへ入力する。この入
力によりコンピュータは噴射期間を算出することにより
前記のようにして圧力調整弁の設定圧力をディジタル値
で出力し、D−A変換器がこれをアナログ値に変換して
ドライバに与え、これによりドライバは圧力調整弁を駆
動する。
【0011】
【実施例】本発明に係る第1実施例を図1,2により且
図6を流用して説明する。図1は本発明に係る第1実施
例の構成図、図2はストレーンゲージによって検出され
る燃料噴射管内圧力線図の一例である。図において、5
は燃焼室、18は燃料噴射管で機関の公知要素である。
101は燃料噴射管18の側面に貼りつけられたストレ
ーンゲージ、102はブリッジ回路と増巾器よりなるア
ンプでストレーンゲージ101が接続されている。10
3はアンプ102に接続されその出力をディジタル値に
変換するA−D変換器、6はエンジンクランク軸1に直
結されたエンコーダ、104はコンピュータでA−D変
換器103とエンコーダ6が入力されている。105は
D−A変換器でコンピュータ104に接続されている。
106はドライバでD−A変換器105に接続されてい
る。107は蓄圧器9に設けられた圧力調整弁、8は作
動油ポンプで作動油タンク7に蓄えられている作動油を
蓄圧器9へ送る。10は排気弁2を操作する電磁切換弁
で蓄圧器9と作動油タンク7に連結されている。
【0012】11は燃料ポンプ3に連結された電磁切換
弁で蓄圧器9と作動油タンク7に連結されている。12
は燃料タンクで燃料ポンプ3が連結されている。13は
燃料ポンプ3に設けられたピストンである。15は空気
ばねで排気弁2を閉じる向きに付勢する。14は排気弁
2の弁軸端に設けられたピストンで弁軸と反対側が電磁
切換弁10に連結されている。16は燃料弁4や排気弁
2の開閉タイミングを制御するコンピュータでエンコー
ダ6が接続されている。17はコンピュータ16の出力
を増巾して電磁切換弁10,11に電力を供給するパワ
ーアンプである。
【0013】前記第1実施例の作用を説明する。第1実
施例は排気弁2を開く作用力が機関の出力に関係し、そ
れは燃料噴射期間に関係することから、これを検知して
蓄圧器9の圧力を制御するものである。排気弁2の作用
力が小さければ開弁せず、大きすぎれば排気弁が着座時
の衝撃が大きくなり弁の寿命が短くなるので、蓄圧器9
の圧力には適当な値が存在する。ストレーンゲージ10
1より燃料噴射管18内の圧力を検知する。その例を図
2に示す。図2の横軸は時間、縦軸は管内圧力である。
燃料噴射中の管内圧力の変動の波にかからない高さの仕
切値を設けこの値の線と管内圧力の線との交点をA,B
とするとAとBとの間の時間は略燃料噴射期間に等し
い。
【0014】コンピュータ104はエンコーダ6からの
入力により機関1回転当りの時間を算出しそれをtE
すると燃料噴射期間のクランク角θF はθF =tf ×
(360°/tE )で算出できる。噴射期間のクランク
角θF と蓄圧器9の圧力の最適値の関係をデータベース
としてコンピュータ104に記憶させておき、これにA
−D変換器103からの入力を比べ最適値を計算し、そ
の値をD−A変換器105に与えD−A変換器105は
之をアナログ値に変換しドライバ106に入力する。ド
ライバ16は之に応じ必要なパワーを送って圧力調整弁
107を作動させ蓄圧器9の圧力を最適に設定する。作
動油ポンプ8は作動油タンク7に蓄えられている作動油
を蓄圧器9へ送り蓄圧器9の圧力は圧力調整弁107が
前記のとおり作用して最適に保たれる。
【0015】電磁切換弁10がピストン14を蓄圧器9
へ切換えると蓄圧器9の作動油がピストン14に働き空
気ばね15の力に抗して排気弁2を開く。電磁切換弁1
0が作動油タンク7へ切換えるとピストン14の作動油
は作動油タンク7へ通じ、圧力が抜け空気ばね15の力
で排気弁2が閉じる。電磁切換弁11が燃料ポンプ3を
蓄圧器9へ切換えると、蓄圧器9の作動油がピストン1
3に働き燃料タンク12から供給される燃料を燃料弁4
へ押し出し燃料弁4が開き燃料を燃焼室5へ噴射する。
電磁切換弁11が作動油タンクへ切換えるとピストン1
3の作動油が作動油タンク7に通じピストン13の作動
油の圧力が下り燃料ポンプ3の燃料押し出しが止り燃料
弁4の噴射が止る。
【0016】エンコーダ6はクランク角を検出しその信
号をコンピュータ16へ送る。コンピュータ16は図6
に示す排気弁閉じ角EVC、排気弁開き角EVO、燃料
弁開き角FVO、燃料弁閉じ角FVCを記憶して居り、
クランク角がそれぞれ該当した値になると該当する信号
をパワーアンプ17へ送り、パワーアンプ17は信号を
増巾して電力をそれぞれ電磁切換弁10,11へ送り、
之等の弁を前記のとおり切り換える。即ちクランク角が
排気弁開き角FVOになるとコンピュータ16の管制に
より電磁切換弁10がピストン14の作動油を蓄圧器9
へ切換え、蓄圧器9の作動油がピストン14に働き排気
弁2を空気ばね15の力に抗して開く。クランク角が排
気弁閉じ角EVCになるとコンピュータ16の管制によ
り電磁切換弁10が作動油タンク7へ切換り、ピストン
14の作動油が抜け排気弁2は空気ばね15の力で閉じ
る。
【0017】クランク角が燃料弁開き角EVOになると
コンピュータ16の管制により電磁切換弁11が燃料ポ
ンプ3を蓄圧器9へ切換え、蓄圧器9の作動油がピスト
ン13に働き、燃料ポンプ3が燃料タンク12から供給
される燃料を燃料弁4へ押し出し燃料弁4が開き燃料を
燃焼室5へ噴射する。クランク角が燃料弁閉じ角FVC
になるとコンピュータ16の管制により電磁弁11が作
動油タンク7へ切換り、ピストン13の作動油が作動油
タンク7へ抜け、燃料ポンプ3の燃料押し出しが止り、
燃料弁4の噴射が止る。
【0018】本発明に係る第2実施例を図3.2によっ
て説明する。図3は、本発明に係る第2実施例の構成図
である。図において28はシリンダカバー、20はシリ
ンダカバーナット、19はカバーボルトでシリンダカバ
ーナット20がねじこまれている。201はストレーン
ゲージでカバーボルト19に貼りつけられアンプ102
へ接続されている。前記以外の符号は前記第1実施例と
同じであるから説明を省く前記第2実施例の作用を説明
する。ストレーンゲージ201は図2に似た信号をアン
プ102に与えるのでアンプ102は之を前記第1実施
例におけるストレーンゲージ101による信号と同様に
処理する。前記以外の作用は前記第1実施例の作用と同
じであるから繰返えさない。
【0019】本発明に係る第3実施例を図4.2によっ
て説明する。図4は、本発明に係る第3実施例の構成図
である。図において28はシリンダカバー、301はシ
リンダカバー28に設けられた筒内圧力センサでアンプ
102に接続されている。前記以外の符号は前記第1実
施例と同じであるから繰返えさない。前記第3実施例の
作用を説明する。筒内圧力センサ301はアンプ102
に図2に示したものと似た信号を与えるのでアンプ10
2は之を前記第1実施例におけるストレーンゲージ10
1による信号と同様に処理する。前記以外の作用は前記
第1実施例の作用と同じであるから繰返えさない。
【0020】
【発明の効果】本発明の効果は次のとおりである。 (1)作動油蓄圧器の油圧が燃料噴射期間の長さに応じ
て設定されるため、排気弁の着座に過度の衝撃が加わら
ず排気弁の寿命が長くなる。 (2)作動油蓄圧器の圧力を適正な値に設定するため過
度の圧力にならずエネルギの節約になる。 (3)燃料噴射管はストレーンゲージが十分耐えうる温
度と伸びであるのでストレーンゲージの寿命が長くメイ
ンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の構成図。
【図2】本発明に係る第1実施例のアンプがストレーン
ゲージから得る信号の線図。
【図3】本発明に係る第2実施例の構成図。
【図4】本発明に係る第3実施例の構成図。
【図5】従来例の構成図。
【図6】排気弁及び燃料弁の開閉時期の線図。
【符号の説明】
1…クランク軸、2…排気弁、6…エンコーダ、9…蓄
圧器、107…圧力調整弁、18…燃料噴射管、101
…ストレーンゲージ、201…ストレーンゲージ、10
2…アンプ、103…A−D変換器、104…コンピュ
ータ、105…D−A変換器、106…ドライバ、28
…シリンダカバー、19…カバーボルト、301…筒内
圧力センサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気カム及び燃料カムを回転させるカム
    軸のないいわゆるカム軸レスエンジンにおいて、作動の
    油蓄圧器(9)と、該蓄圧器に設けられた圧力調整弁
    (107)と、燃料噴射管(18)の側面に貼りつけら
    れたストレーンゲージ(101)と、該ストレーンゲー
    ジに接続されたアンプ(102)と、該アンプに接続さ
    れその出力をディジタル値に変換するA−D変換器(1
    03)と、機関の回転速さを検出するエンコーダ(6)
    と、A−D変換器(103)に接続され圧力調整弁(1
    07)の圧力値を設定するコンピュータ(104)と、
    該コンピュータに接続されその出力をアナログ値に変換
    するD−A変換器(105)と、該D−A変換器に接続
    され圧力調整弁(107)を駆動するドライバ(10
    6)とを有して成るディーゼル機関。
  2. 【請求項2】 燃料噴射管(18)の側面に貼りつけら
    れたストレーンゲージ(101)がカバーボルト(1
    9)に貼りつけられたストレーンゲージ(201)であ
    る請求項1記載のディーゼル機関。
  3. 【請求項3】 燃料噴射管(18)に貼りつけられたス
    トレーンゲージ(101)がシリンダカバー(28)に
    設けられた筒内圧力センサ(301)である請求項1記
    載のディーゼル機関。
JP6026028A 1994-01-28 1994-01-28 ディーゼル機関 Withdrawn JPH07217416A (ja)

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Cited By (3)

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