JPS5857044A - 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】 置に関し、更に詳しくは、多気筒ディーゼルエンレンの
負荷が小さい時に、その一部気筒の活動を停止させてエ
ンジンの摩擦損失を減少させることにより、燃費を向上
させ、未燃ＨＣを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、ディーセ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、いわゆる
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全大幅
に減少させると、ＨＣが増大したり、始動性が損われた
シ、！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った。

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全遮断すると
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、前記一部気筒への燃料供給
を制御する燃料逃し量調整弁を内蔵する燃料噴射ノズル
と、燃料噴射ポンプの燃料コントロールレバ一部に設け
られた前記レバー回転角に応じた電圧を発生するレバー
角検出器とを備え、前記電圧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、
前記電圧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電圧の増加に応じて閉じる
よ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はアクセルペダル１１４
に連動して燃料噴射ポンプ４より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（
す２）および第３気筒（φ３）の燃料噴射ノズル５に燃
料逃し量調整弁６を内蔵させ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（す２．
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を内蔵した燃料噴射ノズル５の
゛構造は第２図に示す通りで、本発明では燃料噴射ノズ
ル５の高圧燃料通路５ａと燃料戻し管２３とを連絡する
燃料戻し通路５ｂを設け、その途中にこの燃料戻し通路
ｓｂｔ開閉する燃料逃し量調整弁６２！Ｉ−設けた。こ
の燃料逃し量調整弁６はねじ６ａにより移動して前記燃
料戻し通路５ｂｋ開閉するようになっており、その開度
はソレノイド７の端子７ｍ−７ｂ間に印加される電圧に
比例する。即ち、印加電圧が大きい時はソレノイド７は
ラック７Ｃを矢印Ｉの方向に移動させてピニオン６ｂｔ
回転させ、燃料逃し量調整弁６が燃料戻し通路５ｂを閉
じるように作用し、印加電圧が小さい時はばね７ｄによ
りラック７ｃは矢印工と逆方向に移動して燃料逃し量調
整弁６は燃料戻し通ＦＮＪ５ｂを開くように作用する。

印加電圧がＯの時は、ばね７ｄにより燃料逃し量調整弁
６は燃料戻し通路５ｂを全開する。

第２図の状態はソレノイド７の端子７ａ−７ｂ間に最大
電圧が印加されている状態を示しており、矢印Ｇのよう
に燃料噴射ノズル５に供給された高圧燃料は、燃料戻し
通路５ｂが全閉となっているので、全量高圧燃料通路５
ａに流れて先端部５ｃから矢印Ｈのように噴射される。

この噴射量はソレノイド７の端子電圧が減るにつれて減
少し、印加電圧がＯの時は全量燃料戻し通１２ｉ５ｂか
ら燃料戻し管２６に流れて燃料噴射ノズル５からは燃料
は全く噴射されない。

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図に示すように第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気筒の燃料噴対量を燃料逃し量調整弁６によ多制御
するコントロールレバー１３とに分かれておシ、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バー１２゜１６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にょシ第１図の鎖ａＢの位
置で静止しており、アクセルペダル１１の踏み込み量に
応じて鎖線Ｃの位置までは一体となって回転する。

ところが鎖線Ｃの位置にはフルロードストッパ１５が設
けられておシ、コントロールレバー１２はこの位置で回
転を止められる。従って鎖線Ｃから鎖線りの間はコント
ロールレバー１３のみが回転することになる。２８はコ
ントロールレバー１３用のフルロードストッパである。

コントロールレバー１６の一端には摺動子２４ａが設け
られており、燃料噴射ポンプ４側に設けられた巻線抵抗
２４ｂと共にポテンショメータ２４を形成している。こ
のポテンショメータ２４は増幅器２７のトランジスタ２
７ａに接続しており、コントロールレバー１６の回転に
応じて増幅器２７の増幅度を可変するようになっている
。

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構成について説明
する。

第２，３気筒の吸気マニホルド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はソレノイド９に吸引された時に矢印Ｅ方
向に動いてレバー２６全Ｆのように回転させ、吸気遮断
弁３を開いて吸気を第２，３気筒に送シ込むようになっ
ている。そしてソレノイド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は増幅器２７がオンした
時にオンしてソレノイド９とバッテリ１０と全接続する
。

本発明のディーゼルエンジンの気前数制御装置の構成は
以上のようなもので、次にこの本発明の装置の気筒数制
御動作について説明する。

まず、エンジンの負荷条件を全負荷を１とし、その半分
を１／２のように表わして、気筒数全制御する負荷条件
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の位置を鎖線Ｃの位置とすると、アイ
ドル状態（鎖線Ｂの位置）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　、１３ｉ１１［ＢとＣ
の位置の間を一体になって回転するが、この間ではコン
トロールレバー１６の一端に設けられた摺動子２４ａは
巻線抵抗２４ｂに接触しないので増幅器２７はオフであ
る。

従ってこの時燃料噴射ノズル５に取付けられたソレノイ
ド７の端子７ａ−７ｂ間には電圧が印加されず、燃料逃
し量調整弁６は全開状態にあり、燃料噴射ポンプ４から
各気筒に噴射された燃料のうち、第２，３気筒に噴射さ
れた燃料は全量燃料戻し管２６に流れて第２，３気筒に
は燃料は供給されない。また、前記のように増幅器２７
がオフ状態であるので、リレー８およびソレノイド９は
作動せず、吸気遮断弁３は全閉状態であり、第２，３気
筒には吸気も全く供給されない。

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１２ｆｄフルロードストツパ１５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気筒用のコントロールレバー１６は
、キャンセルスプリング１７の働キによりコントロール
レバー１２と一体になって回転していたが、もともと別
体であるためにコントロールレバー１２が前記のように
回転を制止されてもその１″１回転を続けることができ
、鎖線Ｃを越えるとポテンショメータ２４（７）摺動子
２４Ｂと巻線抵抗２４ｂｋ接触させる。すると増幅器２
７のトランジスタ２７ａにバイアス電圧が印加されて増
幅器２７がオンし、ソレノイド７に電圧が印加されるの
でソレノイド７がラック７ｃを移動させて一ピニオン６
ｂｔ回転させ、燃料逃し量調整弁６をソレノイド７に印
加される電圧の増加に応じて閉じるので、第２゜３気筒
には燃料が噴射される。ソレノイド７の印加電圧はポテ
ンショメータ２４の回転角、即ちアクセルはダル１１の
踏み込み量に比例し、アクセルペダル１１を一杯に踏み
込んでコントロールレバー１３が鎖線りの位置でフルロ
ードストッパ２８に制止された時、燃料逃し量調整弁６
が全閉となり、燃料噴射ポンプ４の第２゜３気筒への燃
料噴射量と燃料噴射ノズルからの燃料噴射量とが一致す
る。

′！た、増幅器２７０オンと同時忙リレー８がオンして
ソレノイド９にバッテリ１０が接続されるためリンク２
５が吸引され、レバー２６が回転して吸気遮断弁３が全
開となり、第２，３−気筒には吸気も供給されてこれら
の気筒は工常に作動する。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。

アクセルはダル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。

このように本発明のディーゼルエｙジ／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
ディーセルエンジン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シ、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１では第２．３気筒の
ポンピング損失がなくなるため、第３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セルエ
ンジン等では第４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ＨＣ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、ＨＣ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。

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、負荷条件の差によって
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。

また、３気筒や６気筒のディーゼルエンジンの場合には
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、第孕図に示すようにディー七ルエンジ８ ／１の排気マニホルヒ、吸気マニホルド２の吸気遮断弁
３に連動して全く同じ動作をするよ９ うに排気遮断弁全レバー２９を介してリンク２５△ に接続すればポ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図に示した
燃料逃し量調整弁を内蔵する燃料噴射ノズルの構造全示
す断面図、第３図から第５図は本発明のディーゼルエン
ジンと従来ノ標準ディーゼルエンジンの性能比較を示す
線図であって第３図は回転数対摩擦損失、第４図は負荷
条件対燃費率、第５図は負荷条件対ＨＣ濃度の関係を示
す線図、第６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。 １・・ディーゼルエンジン、２・・・吸気マニホルド、
３　吸気遮断弁、４・・・燃料噴射ポンプ、５・燃料噴
射ノズノペ６・・・燃料逃し量調整弁、８・・リレー、
７，９・・・ソレノイド、１１・・・アクセルスタル、
１２．１３・・・コントロールレノ２−１２２・・・燃
料噴射管、２３・・・燃料戻し管、２４・・・ポテンシ
ョメータ、２７・・増幅器 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士斎下和彦

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、前記−邪気筒への燃料供給を制御する燃料
   逃し量調整弁を内蔵する燃料噴射ノズルと、燃料噴射ポ
   ンプの燃料コントロールレバ一部に設けられた、前記レ
   バー回転角に応じた電圧を発生するレバー角横田器とを
   備え、前記電圧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、＾１」配電圧
   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電圧の増加に応じて閉じるように構
   成したディーゼルエンジンの気筒数制御装置。