JPH10274013A - バルブスプリングの荷重調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ブレーキの作動時に、排気バルブ側のバ
ルブスプリングのセット荷重を高めて、排気バルブが強
制的に開弁されるのを防止し、大きな制動効果が得られ
るようにする。 【解決手段】 エンジンにおける排気バルブ３側のバル
ブスプリング７の下端を受止する座板１３とシリンダヘ
ッド１との間に、上面が円周方向に傾斜する傾斜カム板
１１を水平回動可能として設け、排気ブレーキの作動時
において、前記傾斜カム板１１を回動することにより、
座板１３を上昇させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気バルブ側のバ
ルブスプリングの荷重を、排気ブレーキの作動時に高め
るようにしたバルブスプリングの荷重調整装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンを搭載して
いる大型車輌には、排気管に設けた排気シャッタを閉じ
ることにより、エンジンをコンプレッサとして負の仕事
を行わせて、車輌の制動を行う排気ブレーキ装置が装着
されている。排気ブレーキの利きは、排気ブレーキ作動
時における排気管(排気マニホールド)内の圧力に左右さ
れ、それが大きい程、制動効果は高まる。

【０００３】しかし、排気管内の圧力が一定圧を超える
と、図４に示すように、排気バルブが、カムのプロフィ
ールに沿ったバルブタイミング(ａ)以外のタイミング
(ｂ)、すなわち吸入工程で再び強制的に開かれ、排気管
内の圧力がシリンダ内及び吸気ポート側に逆流して、制
動効果が損なわれる。排気バルブが上記のように吸入行
程で開弁させられるのは、次の理由による。

【０００４】エンジンが圧縮及び燃焼行程にあるときに
は、シリンダ内は高圧(正圧)となっているので、排気管
内の圧力により排気バルブが開弁されることはない。し
かし、吸入行程では、シリンダ内は負圧となるため、排
気管内とシリンダ内との圧力差が大となり、排気管内の
圧力がバルブスプリングのセット荷重を超えた際に、排
気バルブは強制的に開弁させられるのである。

【０００５】排気バルブが所定のタイミング以外のとこ
ろで開弁すると、４気筒以上の多気筒エンジンでは、い
ずれかの気筒は必ず吸入行程にあるため、排気管内の圧
力が吸入ポート側へ逃げて減圧され、制動効果が低下す
ることとなる。このような問題を解決するためには、排
気バルブのバルブスプリングのばね定数を大としてセッ
ト荷重を高め、排気ブレーキ作動時に排気管内の圧力が
上昇しても、排気バルブが容易に開弁されることのない
ようにすることが効果的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、バルブスプリングのばね定数を大としてセット荷重
を高めると、排気ブレーキの利きが良くなる反面、機械
的な損失が増大して出力が低下するとともに、排気バル
ブの弁フェースやバルブシート、及びカム、ロッカアー
ム、バルブ軸端等の摺接面の摩耗を早める。

【０００７】このようなことを考慮すると、バルブスプ
リングのばね定数を大とするのは自ずと限界があり、通
常は、排気ブレーキの利き具合と上記機械的損失等との
両方に配慮して、排気バルブのバルブスプリングのばね
定数(セット荷重)を最適に設定しているのが実情であ
る。

【０００８】従って、排気ブレーキの利きにも限界があ
り、より大きな制動効果を期待するのは困難となる。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、排気ブレーキの作動時にのみ、バルブスプリングの
セット荷重を高めることにより、機械的損失や各部の摩
耗を最小限に抑え、大きな制動効果が得られるようにし
た、バルブスプリングの荷重調整装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 （１）エンジンにおける排気バルブ側のバルブスプリン
グの下端を受止する座板とシリンダヘッドとの間に、上
面が円周方向に傾斜する傾斜カム板を水平回動可能とし
て設け、排気ブレーキの作動時において、前記傾斜カム
板を回動することにより、座板を上昇させるようにす
る。

【００１１】（２）上記(１)項において、傾斜カム板
を、上面の傾斜方向を互いに反対向きとして２個対向状
に設け、それらを同方向に同期させて回動させるように
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。図１は、排気側の動弁装置を略示す
るもので、シリンダヘッド(１)に圧入された上下方向を
向くバルブガイド(２)には、排気バルブ(３)の軸部(3a)
が、上下に摺動可能に貫通して保持されている。

【００１３】排気バルブ(３)の下端に連設された傘部(3
b)の弁フェース部(3c)は、排気ポート(４)の開口下端に
嵌合されたバルブシート(５)と当接し、常時は排気ポー
ト(４)を閉じている。

【００１４】(６)はスプリングリテーナで、排気バルブ
(３)の軸端部に、１対のコッタ(図示略)を介して止着さ
れている。スプリングリテーナ(６)と、後記するピスト
ン(12)上に載置された座金(14)との間には、バルブスプ
リング(７)が縮設され、これにより排気バルブ(３)は、
常時上向きに付勢されている。

【００１５】(８)は、図示しないカムにより上下に揺動
させられるロッカアームで、その先端に螺着したアジャ
スタボルト(９)が、排気バルブ(３)の軸端を押圧するこ
とにより、その開閉が行われる。

【００１６】(10)は、オイル下がりを防止するためのリ
ップシールである。シリンダヘッド(１)の上面における
バルブガイド(２)を挾む左右両側方には、１対の扇状の
傾斜カム板(11)(11)が、ピン(12)により水平回動可能に
設けられ、それらの上面に、バルブスプリング(７)の下
端を受支する座板(13)が載置されている。座板(13)は、
シリンダヘッド(１)に上向きに連設された、バルブガイ
ド(２)の外周面を囲繞する筒部(1a)に上下に摺動可能と
して嵌合されている。

【００１７】各傾斜カム板(11)と座板(13)との接触面
は、図３に示すように、円周方向を向く傾斜面としてあ
り、傾斜カム板(11)を回動させた際、座板(13)が昇降す
るようになっている。なお、上記傾斜面の傾斜方向は、
左右のものにおいて逆向きとするのがよい。両傾斜カム
板(11)は、図示しないアクチュエータに連係された駆動
ロッド(14)により同期して回動させられる。

【００１８】排気ブレーキの作動と同時に、両傾斜カム
板(11)を同方向に回動させると、それに載置された座板
(13)が上昇することにより、バルブスプリング(７)のセ
ット荷重が高められ、排気バルブ(３)の上向き付勢力
（閉弁力）が増大する。

【００１９】その結果、排気ブレーキの作動により、排
気ポート(４)を含む排気管(排気マニホールド)内の圧力
が上昇したとしても、従来のように、排気バルブ(３)
が、所定のタイミング以外のところ(吸気行程)で強制的
に開弁される恐れはなく、排気管内の圧力が吸入ポート
側へ逆流して減圧されるのが防止されるため、大きな制
動効果が得られる。

【００２０】また、バルブスプリング(７)のセット荷重
は、排気ブレーキの作動時にのみ増大し、通常運転時に
は小さくなるので、動弁系の機械的損失が小となり、エ
ンジン性能が向上する。しかも、従来のように、排気ブ
レーキの利きを良くするために、バルブスプリング(７)
のばね定数を過度に大きくする必要がないので、上記と
同様、機械的損失が小さくなるとともに、動弁系部品の
各接触部の摩擦抵抗が低減し、エンジン性能が向上す
る。

【００２１】また、排気バルブ(３)が所定のバルブタイ
ミング以外のところで衝撃的に開閉しなくなるので、弁
フェース部(3c)やバルブシート(５)の摩耗も少なく、か
つ傘部(3b)や軸部(3a)に加わる負荷も軽減される。

【００２２】さらに、排気ブレーキ作動直後における排
気管内の排気ガスの一部が、シリンダ及び吸入ポート側
へ逆流することがなくなるので、吸気シャッタが不要と
なるだけでなく、シリンダ内の残留排気ガスの量が減少
して、排気ブレーキ解除後における再加速が円滑とな
り、加えて、燃料消費率の向上、及び黒煙粒子の低減に
もつながる。

【００２３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。実施例では、バルブスプリング(７)がシングル
の場合について説明したが、内外の大小のバルブスプリ
ングよりなるダブルスプリング式の動弁機構にも適用し
うる。この際、座板(13)により、内外のバルブスプリン
グのいずれか一方、又は両方のセット荷重を増大するよ
うにしてもよい。

【００２４】また座板(13)によるバルブスプリング(７)
の圧縮量は、傾斜カム板(11)と座板(13)との接触面の傾
斜角度を変えることにより、任意に調節しうる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。 （ａ）排気ブレーキの作動時に、排気バルブが強制的に
開弁され、排気管内の圧力が減圧されるのが防止される
ので、大きな制動効果が得られる。

【００２６】（ｂ）また、排気ブレーキの作動時にの
み、バルブスプリングのセット荷重が増大し、通常時は
小さくなるので、動弁系の各部の摩耗が少なくなるとと
もに、機械的損失が小となってエンジン性能を向上しう
る。

【００２７】（ｃ）請求項２のようにすると、座板を回
動させることなく、安定的に昇降させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した排気側の動弁装置の中央縦断
正面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う横断平面図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う拡大縦断側面図であ
る。

【図４】従来の排気バルブの運動例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

(１)シリンダヘッド (２)バルブガイド (３)排気バルブ (3a)軸部 (3b)傘部 (3c)弁フェース部 (４)排気ポート (５)バルブシート (６)スプリングリテーナ (７)バルブスプリング (８)ロッカアーム (９)アジャスタボルト (10)リップシール (11)傾斜カム板 (12)ピン (13)座板 (14)駆動ロッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにおける排気バルブ側のバルブ
   スプリングの下端を受止する座板とシリンダヘッドとの
   間に、上面が円周方向に傾斜する傾斜カム板を水平回動
   可能として設け、排気ブレーキの作動時において、前記
   傾斜カム板を回動することにより、座板を上昇させるよ
   うにしたことを特徴とするバルブスプリングの荷重調整
   装置。
2. 【請求項２】 傾斜カム板を、上面の傾斜方向を互いに
   反対向きとして２個対向状に設け、それらを同方向に同
   期させて回動させるようにした請求項１記載のバルブス
   プリングの荷重調整装置。