JPH0979015A - エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路により排気弁をリフトさせて圧縮圧
を解放させるエンジンブレーキ装置は、エンジン全高ア
ップ、重量増加、コストアップとなっていた。 【解決手段】 排気弁１の上部に配置されたハウジング
３に移動自在に設けられたピストン部材４と、ハウジン
グ３内に形成され、低油圧の供給によりピストン部材４
を作動させて排気弁１を適宜リフトさせるための油圧回
路５と、油圧回路５に設けられ、低油圧供給時に油圧回
路５を適宜閉塞してリフト保持のための高油圧を維持さ
せると共に、供給停止により高油圧を解放させるスプー
ル弁６及び逆止弁７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内の圧縮
圧を解放してエンジンブレーキ力を増大させるエンジン
ブレーキ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来にあっては、エンジンブレーキ使用
時において排気行程以外に排気弁をリフトさせて、シリ
ンダ内の圧縮圧を解放させることによりエンジンブレー
キ力を増大させるエンジンブレーキ装置が提案されてい
る。その排気弁を強制的にリフトさせる機構としては、
油圧回路を有したハウジングを動弁機構の上部に設け
て、その高油圧により排気弁リフト用のピストンを押動
させるものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの油圧
式のエンジンブレーキ装置は、油圧回路の一端に動弁機
構のプッシュロッドにより駆動される油圧発生用ピスト
ンを設けて、その油圧を排気弁リフト用のピストンに供
給するようになっているため、装置全体が大きくなっ
て、エンジン全高アップ、重量増加、コストアップとな
るという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、排気弁の上部に配置されたハウジングに移動自
在に設けられたピストン部材と、ハウジング内に形成さ
れ、低油圧の供給によりピストン部材を作動させて排気
弁を適宜リフトさせるための油圧回路と、油圧回路に設
けられ、低油圧供給時に油圧回路を適宜閉塞して高油圧
を維持させると共に、供給停止により油圧回路内の油圧
を解放させる弁手段とを備えたものである。この構成に
よって、ピストン部材は、油圧回路に低油圧が供給され
たときに動作して排気弁に当接し、排気弁を所定の量だ
けリフト位置させる。弁手段は、低油圧の供給時に油圧
回路を適宜閉塞し、排気弁からの反力に抗する高油圧を
維持させることで、排気弁を所定のリフト位置に保持
し、圧縮・膨張行程中に常に開弁させた状態とする。ま
た低油圧の供給が解除されると、弁手段は油圧回路内の
高油圧を解放して、ピストン部材の押圧を停止させ、排
気弁を通常の開閉作動に支障ない状態にする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【０００６】図１は、本発明を適用したエンジンブレー
キ装置を示したものである。このエンジンブレーキ装置
は、排気弁１，２の上部に配置されたハウジング３に、
上下方向に移動自在に設けられたピストン部材４と、ハ
ウジング３内に形成された油圧回路５と、油圧回路５に
設けられた弁手段たるスプール弁６及び逆止弁７とによ
り主として構成されている。

【０００７】排気弁１，２は、図２にも示すように、エ
ンジンの各シリンダ８に一対設けられ、筒内に臨む排気
ポート９の開口端（バルブシート）１０に着座する弁体
１１と、弁体１１の軸心位置に取り付けられて上方に延
びた弁軸１２とで形成されている。弁軸１２には閉弁方
向（上方）に付勢するリターンスプリング１３が備えら
れていると共に、弁軸１２の頭部１４がロッカーアーム
１５の一端にブリッヂ１６を介して連結されている。ロ
ッカーアーム１５は、ロッカーシャフト１７に中央部が
軸支され、他端はカムフォロア１８を介して動弁用カム
１９に係合している。すなわちカム駆動されるロッカー
アーム１５により、排気行程となる所定のタイミングで
一対の排気弁１，２が同時にリフトされるようになって
いる。そして一対の排気弁１，２のうち、一方の排気弁
１の弁軸１２に、その延長上に位置すると共にブリッヂ
１６の端部を上下方向に貫通する中間シャフト２０が設
けられ、スリーブ２１を介してブリッヂ１６に摺動自在
に支持されている。中間シャフト２０の下端にはスリー
ブ２１の下面に係合するフランジ２２が形成され、中間
シャフト２０が下方に押されるとロッカーアーム１５の
動作とは無関係に排気弁１をリフトさせると共に、ロッ
カーアーム１５が揺動された時にはブリッヂ１６と一体
化して排気弁１を押動するようになっている。スリーブ
２１の上部にはブリッヂ１６との位置関係（中間シャフ
ト２０の上限）を調整するためのナット２３が螺合され
ている。

【０００８】ハウジング３は、図４にも示すように、ロ
ッカーシャフト１７にボルト２５にて取り付けられたブ
ラケット２４により、一方の排気弁１の上方に保持され
ている。ブラケット２４は、ボルト・ナット２６によっ
てカムブラケット２７に支持されており、各シリンダ８
のハウジング３をエンジン長手方向に延びたレール２８
によって一体的に連結させている。図１に示したよう
に、ハウジング３は、ピストン部材４を収容するための
円柱状の部分３ａと、スプール弁６及び逆止弁７を収容
する直方体状の部分３ｂとを有している。そして円柱状
部分３ａが一方の排気弁１の直上に位置され、直方体状
部分３ｂは円柱状部分３ａの径方向外方に位置されてい
る。直方体状部分３ｂの外側端部にはオイル取入部３０
が設けられており、低圧のエンジンオイルを供給する供
給パイプ３１が接続されている。この供給パイプ３１
は、各ハウジング３のオイル供給部３０をつなぐように
エンジン長手方向に延び、電磁弁５９を介してオイル供
給源となるオイルギャラリ或いはオイル専用ポンプに接
続されている。なおハウジング３の支持構造としては、
図３に示すように、各シリンダ８毎に独立したブラケッ
ト部材３２により保持されるように構成しても構わな
い。

【０００９】ピストン部材４は、図６（ｂ）にも示すよ
うに、円柱状を呈したピストン頭部３３と、ピストン頭
部３３の下方に接続した円板状の鍔部３４と、鍔部３４
の下方に延出したロッド部３５とで成り、これらが同軸
に一体的に形成されている。ピストン頭部３３は、ハウ
ジング３の円柱状部分３ａに内設された上下方向のシリ
ンダ室３６を摺動するように形成されている。シリンダ
室３６の下方にはハウジング下面に開口したピストン収
容穴３７が連設され、その軸壁面が鍔部３４の上面に係
合することでピストン部材４の上限位置を決定するよう
になっている。またピストン収容穴３７には、ロッド部
３５を挿通させる軸孔３８を有したピストン取付ボルト
３９が螺合されており、その上端面が鍔部３４の下面を
係止することで、ピストン部材４の下限位置を規定して
いる。ピストン取付ボルト３９の下部には、ハウジング
３（ピストン収容穴３７）に対する位置を調整するため
のナット４０が螺合されている。またピストン取付ボル
ト３９の軸孔３８の拡径部分にはリターンスプリング４
１が設けられ、ピストン部材４を上方に付勢している。
ロッド部３５は、ピストン取付ボルト３９の下方まで延
出され、下限位置においてその下端が中間シャフト２０
の上端に当接し、この当接により排気弁１を所定の微小
量Ｌだけ開弁させるように形成されている。このほかピ
ストン部材４の内部には、油圧回路５に適宜連通される
空気抜き穴４２が形成され、ピストン頭部３３の周面か
らＬ字状に屈折して軸心に沿って延び、ロッド部３５の
下端まで貫かれている。

【００１０】油圧回路５は、図５及び図６に示すよう
に、シリンダ室３６の上部に連通すると共にその径方向
に延びた高油圧室４３と、高油圧室４３の延出端に接続
してこれと直交する方向に延びたスプール弁収容室４４
と、スプール弁収容室４４に接続してシリンダ室３６と
並行する逆止弁収容室４５と、オイル取入部３０とスプ
ール弁収容室４４及び逆止弁収容室４５とを適宜結ぶ分
岐した連通路４６とで形成されている。すなわちオイル
取入部３０に入ってきたエンジンオイルを、スプール弁
収容室４４に導くと同時に、逆止弁７及びスプール弁６
を経由してシリンダ室３６の上部まで導き、その圧力を
ピストン頭部３３に作用させるようになっている。高油
圧室４３の通路及びピストン頭部３３の受圧面３３ａ
は、低圧のエンジンオイルが供給されたときに、リター
ンスプリング４１の付勢力に抗して中間シャフト２０を
所定ストローク分だけ押し下げるように形成されてい
る。またスプール弁収容室４４の長手方向中央となる高
油圧室４３との接続位置には、適宜拡径した拡径部４７
が形成されている。このほかスプール弁収容室４４に
は、オイル取入部３０と反対側の端部の近傍においてそ
の径方向外方に開口した排油口４８が形成されている。

【００１１】逆止弁７は、逆止弁収容室４５に螺合され
た逆止弁取付ボルト４９により保持され、連通路４６に
接続する給油穴７ａが形成されている。そしてその給油
穴７ａの末端にはボール５０が設けられ、オイル取入部
３０からスプール弁収容室４４へ向かう方向にのみ、エ
ンジンオイルを通すように形成されている。スプール弁
６は、図５にも示したように、外周に第一溝５１及び第
二溝５２を所定の間隔で有した円柱体で成り、スプール
弁収容室４７内にその長手方向に沿って摺動自在に収容
されている。またスプール弁６の内部には、その軸心に
沿って貫通した第一貫通孔５３と、第二溝５２の位置で
貫通孔５３に直交し且つ高油圧室４３の延出方向と平行
な第二貫通孔５４とが形成されている。一方スプール弁
収容室４４の両端には、スプール弁６の摺動範囲を規定
するストッパ５５，５６がそれぞれ嵌着されている。排
油口４８の側の第一ストッパ５５とスプール弁６の軸側
端面との間には、スプール弁６を反対側に、すなわちオ
イル供給側の第二ストッパ５６に当接するように付勢す
るリターンスプリング５７が設けられている。

【００１２】そして図８及び図９に示すように、リター
ンスプリング５７によりスプール弁６が第二ストッパ５
６に押し付けられた状態においては、第二溝５２が高油
圧室４３の延長上に位置され、高油圧室４３内のオイル
が貫通孔５３，５４及び第一ストッパ５５との間を通っ
て、排油口４８からハウジング外に排出（大気開放）さ
れるようになっている。従ってこの状態では、ピストン
部材４のピストン頭部３３には油圧が作用しなくなり、
リターンスプリング４１により上限の位置に押し上げら
れる。すなわち図７に示すように、排気弁１の弁体１１
が排気ポート９の開口端１０に着座された状態にあっ
て、ピストン部材４のロッド部３５の下端は、中間シャ
フト２０の上端から所定の僅かな間隔Ｓを以て離間され
ることになる。またこのピストン部材４の上限位置にお
いては、ピストン頭部３３の受圧面３３ａと高油圧室４
３の上壁面とはオイルが通るだけの隙間が生じるように
なっていると共に、空気抜け穴４２の上部開口が、高油
圧室４３に臨んで連通されるようになっている。なおス
プール弁６の第二ストッパ５６側端面には段部５８が形
成されており、スプール弁６が第二ストッパ５６に当接
した状態にあっても、この段部５８が連通路４６に臨ま
されている。他方、図５及び図６に示したように、エン
ジンオイルの油圧によりスプール弁６がリターンスプリ
ング５７に抗して第一ストッパ５５に押し付けられた状
態では、第一溝５１が高油圧室４３に連通するように位
置され、エンジンオイルは、逆止弁７を経由して拡径部
４７を通って高油圧室４３に供給されるようになってい
る。すなわちこの油圧によりピストン部材４は下限位置
まで下降して、中間シャフト２０を介して排気弁１に所
定の開弁位置で当接するものである。

【００１３】このほか図１１に示すように、オイル供給
系には電磁弁５９が設けられ、運転席に設けたスイッチ
６０の操作によりON/OFFされることで、エンジンオイル
ギャラリ或いは専用ポンプにより送られてきたオイル
を、各シリンダ８に配置したハウジング３のオイル取入
部３０へ供給或いは供給停止するようになっている。な
おこの操作スイッチ６０は、エンジンブレーキ使用時、
言い換えるとアクセルペダルが踏み込まれていないとき
にのみ「ON」となるように構成してもよい。

【００１４】以上のように構成されたエンジンブレーキ
装置によりエンジンブレーキ力の増加を行うに際して
は、操作スイッチ６０を「ON」にすることにより、エン
ジンオイルをハウジング３のオイル取入部３０に供給す
る。この油圧は、スプール弁６の段部５８に作用して、
スプール弁６を第一ストッパ５５に突き当たるまでスラ
イドさせ、第一溝５１を高油圧室４３と連通するように
位置させる。これでエンジンオイルは、逆止弁７及びス
プール弁６を経由して高油圧室４３に入る。最初に流入
してくるオイルにはエアが含まれている可能性が大きい
ので、このオイルをピストン部材４内の空気抜き穴４２
により、ロッド部３５と中間シャフト２０との間の隙間
Ｓから排出する。続いてピストン頭部３３に油圧が作用
すると、ピストン部材４は押し下げられ、空気抜き穴４
２がシリンダ室３６の壁面によって塞がれると共に、閉
弁直前の排気弁１に中間シャフト２０を介して当接し、
ロッカーアーム１５の揺動位置にかかわらず若干押し下
げた状態に保持する。すなわち図１０に示すように、排
気弁１はピストン部材４の下降ストロークから隙間Ｓを
引いた分（Ｌ）だけわずかに開弁され、上死点における
オーバーラップ時期を含め、圧縮行程及び膨張行程にお
いても常時シリンダ８を開放する。これで図１２に示す
ように、膨張圧は圧縮圧よりも大幅に低くなり、惰性で
動いているエンジンのピストンはその分だけ負の仕事が
増えることで減速がなされる。すなわち図１３に示すよ
うに、排気ブレーキよりも大きなブレーキ性能となるブ
レーキ有効圧力が得られる。そしてピストン部材４に
は、シリンダ８内の圧縮圧により、閉弁方向の大きな力
がかかるが、ピストン部材４が押し下げられた状態にお
いて、高油圧室４３のオイル供給側は逆止弁７によって
閉塞されていることで密閉状態となっているので、高油
圧室４３内には速やかに高圧の反力が発生し、この高圧
が維持されることにより、排気弁１は閉弁が阻まれて所
定のリフト位置に保持される。

【００１５】エンジンブレーキの増加の必要がなくなっ
て操作スイッチを「OFF 」にすると、エンジンオイルの
供給が停止され、スプール弁６はリターンスプリング５
７によりスライドして、第二ストッパ５６に押し付けら
れる。これで第二溝５２が高油圧室４３に連通して、貫
通孔５３，５４にオイルが戻ってくる状態となるが、第
一貫通孔５３の供給側は第二ストッパ５６により塞がれ
ているので、オイル取入部への逆流が阻まれ、排油口４
８へと排出される。これで高油圧室４３は減圧の状態と
なり、ピストン部材４はリターンスプリング４１によっ
て上限位置まで上昇し、中間シャフト２０と離間して、
排気弁１の通常の燃焼サイクルにおける開閉動作に支障
ない位置に戻される。

【００１６】このように、排気弁１の上部に配置された
ハウジング３にピストン部材４を設け、低圧のエンジン
オイルをハウジング３内の油圧回路５に供給することで
ピストン部材４を作動させて排気弁１を適宜リフト位置
させると共に、スプール弁６及び逆止弁７により高油圧
の維持とオイル給排とを行うようにしたので、簡単でコ
ンパクトな構成により、シリンダ８内の圧縮圧を解放さ
せることができ、エンジンブレーキ力の増加が得られ
る。すなわち油圧発生用のピストンは不要となって、エ
ンジン全高アップ及び重量増加を防止でき、コスト削減
が達成される。またピストン部材４の下限位置をピスト
ン取付バルブ３９により調節できるようにしたので、排
気弁１の常開リフト量を容易に変更することができる。
そしてピストン部材４は排気弁１の同軸上に位置してこ
れを押動するようになっているので、ロッカーアーム１
５等の動弁系には圧縮圧開放動作に起因する負荷は全く
かかることがなく、大きな変更を必要としないので、汎
用性の向上が達成される。

【００１７】なお本発明のエンジンブレーキ装置は、排
気ブレーキと併用すると、吸気弁開時に排気弁を開くこ
とで、排ガス逆流により圧縮開始圧が増加されて圧縮圧
を高めることができ、図１２に示した常時開弁による膨
張圧曲線と圧縮圧曲線とで囲まれた部分（仕事）を増大
させることができる。従って、排気ブレーキと併用して
用いることが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、簡単でコ
ンパクトな構成により、シリンダ内の圧縮圧解放による
エンジンブレーキ力増加が達成され、エンジン全高アッ
プ及び重量増加を防止でき、コスト削減が達成されると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示したエンジンブレーキ
装置の要部の側断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図２の他の実施の形態を示した平面図である。

【図４】図１の全体を示した側面図である。

【図５】図１の要部を示した図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はその要部断面図である。

【図６】図１の要部を示した図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）はその断面図である。

【図７】図１の動作を説明するための要部側断面図であ
る。

【図８】図７の要部を示した図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）はその要部断面図である。

【図９】図７の要部を示した正面図である。

【図１０】本発明の作用を説明するための排気弁の開弁
タイミング図である。

【図１１】図１のオイル供給系を示した回路図である。

【図１２】本発明のブレーキサイクル曲線を示した筒内
圧力とシリンダ容積との関係図である。

【図１３】本発明のブレーキ性能特性を示したブレーキ
有効圧力とエンジン回転数との関係図である。

【符号の説明】

１，２ 排気弁 ３ ハウジング ４ ピストン部材 ５ 油圧回路 ６ スプール弁（弁手段） ７ 逆止弁（弁手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気弁の上部に配置されたハウジングに
   移動自在に設けられたピストン部材と、上記ハウジング
   内に形成され、低油圧の供給により上記ピストン部材を
   作動させて上記排気弁を適宜リフトさせるための油圧回
   路と、該油圧回路に設けられ、上記低油圧供給時に上記
   油圧回路を適宜閉塞してリフト保持のための高油圧を維
   持させると共に、供給停止により該高油圧を解放させる
   弁手段とを備えたことを特徴とするエンジンブレーキ装
   置。