JPS5857042A - デイ−ゼルエンジンの気筒数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジンの気筒数制御装置に関し、
更に詳しくは、多気筒ディーゼルエンジンの負荷が小さ
い時に、その−邪気筒の活動全停止させてエンジンの摩
擦損失全減少させることにより、燃費を向上させ、未燃
ＨＣｉ低減させたディーゼルエンジンの気筒数制御装置
に関するものである。

元来、ディーゼルエンジンには吸入空気量の絞りがない
ために、無負荷運転から全負荷運転まで大量の空気を吸
入して圧縮、排気の仕事をしている。このための仕事量
は膨大なものであり、ディーゼルエンジンの全摩擦損失
の半分近くはこの圧縮、排気行程で生じるものである。

特に、ディーゼルエンジンが低負荷で運転されている時
には、エンジンの正味仕事量に対する摩擦損失の比率は
大きくなっている。

そこで従来、ディーゼルエンジンが低負荷で運転される
時に、その圧縮、排気行程で生じる摩擦損失、込わゆる
ポンピング損失を低減させるために、吸入空気量を絞ろ
うという試みがある。

しかしながら、従来のディーゼルエンジンの方式では、
単に吸入空気量を絞ったりしてポンピング損失を大幅に
減少させると、ＨＣが増大したり、始動性が損われたり
、青白煙が増大する等の不具合を生じるために前記試み
は未だに実用化されていない。

また、通常の直列型ディーゼルエンジンでは燃料噴射ポ
ンプは１個しかなく、各気筒への燃料噴射量は同一であ
り、エンジン運転中に気筒毎にそれぞれの気筒への燃料
噴射量を変更することはできなかつた。

本発明の目的は前記従来のディーゼルエンジンの低負荷
運転時の欠点を解消し、多気筒ディーゼルエンジンの負
荷が小さい時に、その一部気筒の吸入空気を遮断すると
共に、その気筒に燃料を供給しないようにしてエンジン
のポンピング損失を低減し、燃費が良く、未燃ＨＣの排
出量も少なくすることができる優れたディーゼルエンジ
ンの気筒数制御装置を提供することである。

前記目的を達成する本発明のディーゼルエンジンの気筒
数制御装置は、ディーゼルエンジンの一部気筒の吸気経
路を遮断する吸気遮断弁と、燃料噴射ポ″ンプの吐出部
と前記一部気筒の燃料噴射ノズルとの間に設けられた燃
料逃し量調整・弁と、エンジン負荷検出器と、エンジン
温度検出器とを備え、エンジン湿度が高く、エンジン負
荷が設定値以下の時は前記吸気遮断弁を全閉、かつ前記
燃料逃し量調整弁を全開し、エンジン温度が高くエンジ
ン負荷が設定値全開えた時は前記吸気遮断弁全全開、か
つ前記燃料逃し量調整弁をエンジン負荷の増加に応じて
閉じるように構成し、エンジン温度が低い状態では前記
吸気遮断弁を全開、かつ前記燃料逃し量調整弁を全閉す
るＪ、うに構成したことを特徴としている。

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すディーゼルエンジンの
気筒数制御装置の全体構成図であり、１はディーゼルエ
ンジン、２は吸気マニホルド、４は燃料噴射ポンプ、５
は燃料噴射ノズル、１２゜１６はアクセルはダル１１に
連動して燃料噴射ポンプ４エリの燃料噴射量を調節する
コントロールレバーである。

本実施例では４気筒デイーゼルエンジン１の第２気筒（
÷２）および第３気筒（す３）への燃料噴射管２２の途
中に燃料逃し量調整弁６を設けてこれらの気筒への燃料
の供給を停止できるようにすると共に、前記気筒（φ２
．φ３）の吸気マニホルド２には吸気遮断弁６を設けて
、これらの気筒への吸気も遮断できるようにしている。

前記燃料逃し量調整弁６の構造は第２，３図に示す通り
で、第２，３気筒への燃料噴射”管２２．２２’の途中
に設けられた燃料逃し量調整弁６の内部には燃料通路６
ａの途中に燃料逃し通路６ｂが設けられており、この燃
料逃し通路６ｂは燃料ギャラ’）６ｃ’に経て、燃料戻
し管２６′に連通している。Ｊ従って第２，３図の状態
では燃料噴射管２２′より燃料逃し量調整弁６の燃料通
路６ａに進入した燃料は全て燃料逃し通路６ｂから燃料
ギャラ’Ｉｆ）ｃｆ経て燃料戻し管２３より燃料噴射ポ
ンプ４の前に戻される。燃料が燃料噴射管２２′から燃
料逃し量調整弁６を通過して燃料噴射管２２に供給され
るのは、スピルコントロールレバー１８が回転してねじ
１８ａの頭部が下がり、燃料戻し管２６への経路ケ狭め
る時で、ねじ１８ａが下がる程供給量は多くなり、ねじ
１８ａがシート部６ｄに密着すると燃料は全て噴射ノズ
ル５に導かレル、 前記スピルコントロールレバー１８は、第１図に示すよ
うにリンク２４により燃料噴射ポンプ４のコントロール
レバー１６に連結しており、コントロールレバー１６が
鎖線Ｃで示す設定回転角度全開えた時に回転するように
なっているが、ゼロスピルリミッタ１９お工び最大スピ
ルリミッタ２０により最大回転角度および基準位置が規
制されている。２１はリターンスプリングである。

燃料噴射ポンプ４の燃料噴射量を制御するコントロール
レバーは、本発明では第１．４気筒の燃料噴射量を制御
するコントロールレバー１２と第２，３気筒の燃料噴射
量を燃料逃し量調整弁により制御するコントロールレバ
ー１６とに分かれており、両者はキャンセルスプリング
１７によって連結されている。そしてこれらコントロー
ルレノ６−１２．１３はアクセルペダル１１が踏まれて
いない状態ではリターンスプリング１４とアイドルスト
ッパ１６により第１図の位置で静止するようになってい
る。また、コント１８のリンク２４の一端２４ａが摺動
自在に貫入されている。１５はコントロールレバー１２
用のフルロードストッパであり、コントロールレバー１
２はアクセルペダル１１が踏まれ続けてもこのフルロー
ドストッパ１５により、ある回転角以上は回転しない。

以上が本発明の燃料制御系の構成であるが、次に吸気マ
ニホルド２に設けた吸気量制御系の第２，３気筒の吸気
マニ・トルド２に設けられた吸気遮断弁３はレバー２６
によりリンク２５に接続しており、このリンク２５はン
レノイド９に吸引された時に矢印Ｅ方向に動いてレバー
２６をＦのように回転させ、吸気遮断弁６を開いて吸気
を第２，３気筒に送り込むようになっている。ナしてン
レノイド９はリレー８がオンした時にリンク２５を吸引
し、リレー８は吸気遮断弁開閉スイッチ７の可動接点７
ａがスピルコントロールレバー１８に押圧されて固定接
点７ｂに接触している間だけオンするようになっている
。１０はバッテリである。

本発明のディーゼルエンジンの気筒数制御装置の基本的
構成は以上のようなものであるが、本発明ではこれらの
構成に加えて始動時および暖気時のようにエンジン温度
が低い時にはディーゼルエンジンを全気筒で運転する構
成がある。

それがラジェター（図示せず）内に設けられた、例えば
水温が３０℃以上にならないとオフレない水温スイッチ
３０および水温スイッチ３０がオンの時にバッテリ１０
に接続され、スピルコントロールレバー１８を回転させ
るンレノイド６１である。

このように構成された本発明の装置の気筒数゛　制御動
作について説明するが、最初はエンジン温度が既に高く
、水温スイッチ６０がオフ状態の時の動作について説明
する。

まず、エンジンの負荷条件が全負荷を１とし、その半分
を１／２のように表すして、気筒数を制御する負荷条件
の設定値を全負荷の１／２とし、この時のコントロール
レバー１２　、１３ノ位を全鎖線Ｃの位置とすると、ア
イドル状態から１／２負荷まではアクセルペダル１１の
踏み込み量が少ないため、燃料噴射ポンプ４のコントロ
ールレバー１２，１３は鎖線で示したレバー位置ＢとＣ
の間を一体になって回転するが、リンク２４は移動しな
い。この時燃料噴射ポンプ４は全気筒に対し同量の燃料
を噴射するが、前記のようにリンク２４はスピルコント
ロールレバー１８に力全作用させないので燃料逃し量調
整弁６は全開状態にあり、第２，３気筒へ噴射された燃
料は全て燃料戻し管２６に流れて第２゜３気筒の燃料噴
射ノズル５には燃料は供給されない。１だ、この時吸気
遮断弁開閉スイツナ７はオフ状態であるのでリレー８お
よびンレノイド９は作動せず、吸気遮断弁３は全閉状態
となっている。

次に、さらに負荷が上昇してアクセルはダル１１の踏み
込み量が増加すると、第１，４気筒用のコントロールレ
バー１２はフルロードストツバ１．５に当り、これ以上
回転しなくなる。この時第１，４気筒は全負荷状態であ
るが、エンジン全体としての負荷は１／２となっている
。

ところが、第２，３気筒用の、これ壕でキャンセルスプ
リング１７の働きによりコントロールレバー１６と一体
になって回転していたコントロールレバー１６は、もと
もと別体であるたメニコントロールレバー１２がフルロ
ードストッパ１５に回転を制止されてもそのまま回転を
続けることができ、鎖線Ｃを越えるとリンク２４ヲ介シ
てスピルコントロールレバー１８を回転させる。

このためスピルコントロールレバー１８の回転角の増大
に伴って燃料逃し量調整弁６が燃料戻し管２６への通路
を閉じる方向に動き、第２゜３気筒にけ次第に燃料が供
給されるようになる。

同時に吸気遮断弁開閉スイ′”ツチ７がオンになり、リ
レー８を介してソレノイド９ヘパツテリ１０が接続され
るためリンク２５が吸引され、レバー２６が回転して吸
気遮断弁６が全開となシ、第２．３気筒の作動が開始さ
れる。さらにアクセルペダル１１を踏み込んでいくと、
スピルコントロールレバー１８がゼロスピルリミッタ１
９に当たりこれ以上回転しなくなる。この時燃料逃し量
調整弁６は全閉となり、第２，３気筒には燃料噴射ポン
プ４の噴射燃料が全量供給される６、この間第１．４気
筒は常に全負荷で運転されており、燃料逃し量調整弁６
が全閉となった状態で本発明のディーゼルエンジン１は
最大出力を得ることができる。アクセルペダル１１を戻
すと今までと全く逆の順序でエンジンは減気筒運転に戻
ることになる１゜ 以上がエンジン温度が高い時の本発明のディーゼルエン
ジンの気筒数制御装置の動作であるが、冷間始動時およ
び暖気運転時のようにエンジンの負荷は低いが、エンジ
ンの温度が冷えている場合の動作について説明する４゜ エンジンの温度が低い場合番こ本発明のディーゼルエン
ジン１を始動すると、ランエター内に設けられている水
温スイッチ６０は水温が低いためにオンしており、従っ
てソレノイド６１がバッテリ１０に接続される。ソレノ
イド６１はバッテリ１０に接続されている状態ではプラ
ンジャ５１ａを作用させてスピルコントロールレバー１
８を最大スピルリミッタ１９の位置まで回転させて燃料
逃し量調整弁６を全閉状態にする。このときスピルコン
トロールレバー１８の回転によりこれに接続するリンク
２４も移動すルカ、リンク２４のコントロールレノニー
１１０４０の一端２４ａはコントロールレバー１６に設
ケられた長穴１３ａ内を摺動してコントロールレバー１
６には力を作用させないのでコントロールレバー１６は
アクセルペダル１１の動きに応じて自由に回転すること
ができる。

従って、スピルコントロールレバー１８の回転番こより
前記同様に全開状態にある吸気遮断弁３と相まってディ
ーゼルエンジン１はアクセルにダル１１の位置に関係な
く全気筒運転される。、このようｌこ本発明のディーゼ
ルエンジンの気筒数制御装置によれば、アイドル（無負
荷）から１／２負荷まではディーゼルエンジン１の第２
゜３気筒は吸気遮断と燃料遮断が同時に行なわれており
、作動するのは第１．４気筒のみである。

従って、アイドルから１／２負荷までは第２．３気筒の
ポンピング損失がなくなるため、第４図の実線で示すよ
うに破線で示す従来の標準ディーゼルエンジンに比べて
エンジン全体の摩擦損失が大幅に低下する。このため特
に低負荷域での使用頻度が高い乗用車用のディーゼルエ
ンジン等では第５図の実線で示すように従来（破線）に
比べて大幅に燃費が向上している、。

また、低負荷時には一般的に未燃１１　Ｃも急増するが
、作動している第１，４気筒の負荷は標準ディーゼルエ
ンジンに比べて相対的に増加し、）（Ｃ急増域を外れた
領域で運転されると共に、排気ガス量も１／２になるた
め全体として第６図に示す（実線が本発明、破線が従来
）ように排気ガス中の大幅なＨＣ濃度の低減を図ること
ができる。

さら番こ、本発明では低負荷状態ではあるが、エンジン
を全気筒で運転させた方が良い冷間始動時や暖気時はエ
ンジンを全気筒で運転できるように構成したのでエンジ
ンの始動性が良く、通常運転になるまでの時間が短い６
、 本実施例では４気筒中の２気筒の作動を低負荷時に停止
させる場合について説明したが、負荷条件の差番こよっ
ては１気筒分のみ作動を停止させることも容易に実施で
きる１゜ また、３気筒や６気筒のディーゼルエンジンの場合番こ
けそれぞれその第２気筒、第４．５゜６気筒の作動を停
止させるというように、気筒数が異なっても本発明は容
易に実施することができる。

以上説明したように本発明のディーゼルエンジンの気筒
数制御装置は、多気筒ディーゼルエンジンの負荷が小さ
い特番こ、その一部気筒の吸入空気を遮断すると共に、
その気筒に燃料を供給しないようにしてエンジンのポン
ピング損失を低減させたことにより、燃費が向上し、未
燃ＨＣの排出量も少なくすることができて省エネルギー
および公害防止に優れた効果を発揮することができる。

なお、第７図に示すようにディーゼルエンジ、ン１の排
気マニホルド２７＆こ、吸気マニホルド２の吸気遮断弁
６に連動して全く同じ動作をするように排気遮断弁２８
をレバー２９を介してリンク２５に接続すればボンピン
グ損失は一層少なくなり、上記効果が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すディーゼルエンジンの
気筒数制御装置の全体構成図、第２図は第１図の燃料逃
し量調整弁の一部切り欠き平面図、第３図は第２図Ａ−
Ａ線における断面図、第４図から第６図は本発明のディ
ーゼルエンジンの性能比較を示す線図であって第４図は
回転数対摩擦損失、第５図は負荷条件対燃費率、第６図
は負荷条件対ＯＣ濃度の関係を示す線図、第７図は本発
明の別の実施例を示すディーゼルエンジンの吸排気系の
構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼルエンジンの一部気筒の吸気経路を遮断する吸
   気遮断弁と、燃料噴射ポンプの吐出部と前記−邪気筒の
   燃料噴射ノズルとの間に設けられた燃料逃し量調整弁と
   、エンジン負荷検出器と、エンジン温度検出器とを備え
   、エンジン温度が高く、エンジン負荷が設定値以下の時
   は前記吸気遮断弁を全閉、かつ前記燃料逃し量調整弁を
   全開し、エンジン温度が高くエンジン負荷が設定値を越
   えた時は前記吸気遮断弁を全開、かつ前記燃料逃し量調
   整弁をエンジン負荷の増加に応じて閉じるように構成し
   、エンジン温度が低い状態では前記吸気遮断弁を全開、
   かつ前記燃料逃し量調整弁を全閉するように構成したデ
   ィーゼルエンジンの気筒数制御装置。