JPS5857046A - 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、燃費を向トさせ、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、いわゆる
ボ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ボンピンク損失を大幅に
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該み
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、多気筒ディーセルエンジンの
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、常圧のもとで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装置と、同じく
常圧のもとでは前記一部気筒への燃料供給経路を遮断す
る燃料逃し量調整弁装置と、空気ポンプにより正圧また
は負圧の空気を溜めておく空気室と、燃料噴射ポンプの
燃料制御レバ一部に設けられ、前記レバーの回転角が設
定値を越えると前記空気室を前記吸気遮断弁装置および
燃料逃し量調整弁装置の弁駆動部に連通させるように構
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は燃料噴射ポンフト５
は燃料噴射ノズル、１２゜１６はアクセルペダル１１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気筒テイーゼルエンジン１の第２気筒（
＃２）および第３気筒（＃　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（
＄２．＄３）の吸気マニホルド２には吸気遮断弁３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（
・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６ａ
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ＩＪ−６ｅを経て、燃料戻し
管２乙に連通している。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から燃料ギヤラ
リ−６ｃを経て燃料戻し管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２３への経路を狭める時で、
ねじ１８ａが下がる程供給量は多くなり、ねじ１８ａが
ンート部６ｄに密着すると燃料は全て噴射ノズル５に導
かれる。

前記スピルコントロールレバー１８は、第１図に示すよ
うにリターンスプリング２１によりコントロールレバー
１６が鎖線Ｂ、Ｃ間にある時は最大スピルリミッタ２０
に押圧されており、コントロールレバー１６が鎖線Ｃで
示す設定回転角度を越えた時に真空作動装置７により回
転し、その最大回転角度はゼロスピルリミッタ１９によ
り規制されている。また、本実施例では真空作動装置７
はダイヤフラム式で、ダイヤフラム７ａとスプリング７
ｃからなるダイヤフラム室７ｂ内が負圧になるとダイヤ
フラム２４に突設されたり／り２４にヨｌｌ）スピルコ
ントロールレバ−１８ヲ回転させる。

燃料噴射ポンプ４の燃料噴射量を制御するフントロール
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／ｌｚ　Ｌ／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１３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
ントロールレバー１２．１３はアクセルペダル１１　カ
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Ｂの位置で静止してお
り、アクセルペダル１１カ踏まれると鎖線Ｂ、Ｃ間は一
体となって回転する。

そして鎖線Ｃの位置でコントロールレバー１２がフルロ
ードストッパ１５により回転を止められた後は、フント
ロールレバー１６のみが鎖線Ｃの位置まで回転する。

鎖線Ｃの位置には真空開閉スィッチ２７および真空変換
器２８が設けられており、両者は真空バイブ２９で真空
タンク９に連通している。真空タンク９は真空ポンプ１
０により内部が負圧になっている空気溜めであり、逆止
弁９ｂｓ安全弁９ａにより常に一定の負圧を保っている
。そして真空開閉スィッチ２７のもう一方は真空パイプ
２９でダイヤフラム８ａｓスプリング８Ｃからなる真空
作動装置８のダイヤフラム室８ｂに連通してイル。真空
開Ａスイッチ２７はコントロールレバー１３に押圧され
ると直ちに真空作動装置８と真空タンク９とを連通させ
、ダイヤフラム８ａに突設されたリンク２５を矢印Ｅ方
向に動かせてレバー２６を回転させることにより吸気遮
断弁３を全開させるように構成されている。

これに対し、真空変換器２８はコントロールレバー１３
に押圧されても真空作動装置７を一気には作動させず、
真空変換器のロンド２８ａの移動量に応じて真空作動装
置７のダイヤフラム室７ｂ内を負圧にして、ダイヤフラ
ム７ａに突設されたリンク２４の移動量をコントロール
レバー１６の回転角度、即ちアクセルペダル１１の踏み
込み量に対応させるように構成しである。

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
な％のように表わして、気筒数を制御する負荷条件の設
定値を全負荷の号とし、この時のコントロールレバー１
２，１３の位置ヲ鎖線Ｃの位置とすると、アイドル状態
から％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、燃料噴射ボ／ブ４のコントロールレバー１２
．１３は鎖線Ｂ、Ｃの間を一体になって回転する。この
間では真空開閉スィッチ″２７および真空変換器は共に
作動しない。

従ってこの時スピルコントロールレバー１８は最大スピ
ルリミッタ２０に押圧されたままであるので燃料逃し量
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は、第１，４気筒についてはアクセ
ルペダル１１の踏み込み量に応じて増減するが、第２，
３気筒については噴射された燃料は全量燃料戻し管２３
に流れて第２，３気筒には燃料は供給されない。また、
この時吸気遮断弁３は全閉状態であるので第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ペダル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はフルロードストッパ１５に当り、これ以上回
転しなくなるＯ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％となっている。

ところが、第２，３気筒用のこれま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１３は、もとも
と別体であるためコントロールレバー１２７５Ｅフルロ
ードストツパ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を越えると真空開閉スィッチ
２７および真空変換器２８に力を作用させる。

すると真空変換器２８がコントロールレバー１３の回転
角度に応じて真空作動装置７のダイヤフラム室７ｂヲ負
圧ニし、スピルコントロールレバー１８が回転する。

このためスピルコントロールレバー１８（７）回転に伴
って燃料逃し量調整弁６が燃料戻し管２３への通路を閉
じる方向に動き、第２．３気筒には次第に燃料が供給さ
れるようになる。同時に真空開閉スィッチ２７により真
空タンク９と真空作動装置８のダイヤフラム室８ｂが連
通されるためリンク２５が吸引され、レバー２６が回転
して吸気遮断弁３が全開となり、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ヲ踏み込んで
いくと、スピルコーントロールレバー１８がゼロスピル
リミッタ１９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。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。

このように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）がら％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％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％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ボン
ピンク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３０に、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うに排気遮断弁３１をレ
バー６２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
ーゼルエンジンと従来の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ＨＣ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。 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・
・・燃料噴射ノズル、６・・・燃料逃し量調整弁、７，
８・・・真空作動装置、９・・・真空タンク、１ｏ・・
・真空ポンプ、１１・・・アクセルペダル、１２，１３
０１．コツト。 −ルレバー、１８・・・スピルコントロールレノく−、
２２，２２’・・・燃料噴射管、２６・・・燃料戻し管
、２７・・・真空開閉スィッチ、２８・・・真空変換器
。 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. 常圧のもとで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装置と、同じく常圧のもとでは
   前記一部気筒への燃料供給経路を遮断する燃料逃し量調
   整弁装置と、空気ポンプにより正圧または負圧の空気を
   溜めておく空気室と、燃料噴射ポンプの燃料制御レバ一
   部に設けられ、前記レバーの回転角が設定値を越えると
   前記空気室を前記吸気遮断弁装置および燃料逃し量調整
   弁装置の弁駆動部に連通させ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。