JPS6212375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用デイーゼルエンジンの吸気装
置に関するものである。

一般に、デイーゼルエンジンは、ガソリンエン
ジンとは異なり、吸気通路に絞り弁が設けられて
いないため、軽負荷時、特にアイドリング時には
吸入空気量が過剰になり、エンジンの圧縮抵抗が
大きくなり、トルク変動が発生しやすいものであ
る。そのため、このトルク変動によりエンジンが
振動し、振動騒音が発生するという問題点があ
る。

この問題点を解決する手段として、吸気通路に
吸気シヤツター（ガソリンエンジンの絞り弁に相
当するもの）を開閉可能に設け、アクセルペダル
の踏込みを解除したときに上記吸気シヤツターを
閉じて吸気通路を絞り、吸入空気量を減少せしめ
てエンジンの振動量および振動騒音の低減をはか
つた吸気シヤツター装置を用いることが知られて
いる（例えば特開昭52−8217号公報参照）。

また、デイーゼルエンジンでは、カークーラを
用いるためにコンプレツサーを作動させたり、ダ
ンプカーの荷台を傾動させるために油圧ポンプを
作動させたり、ミキサー車のミキサーを運転した
りするときには、余分の負荷がエンジンにかか
り、エンジン回転数が低下するため、アイドリン
グ運転時にはガバナーの作用にて燃料噴射ポンプ
からの燃料の噴射量が増加し、エンジン回転数が
低下しないように働き、前記負荷に対応した出力
が出される。

したがつて、上記吸気シヤツター装置を備えた
デイーゼルエンジンでは、上述したようなアイド
リング運転状態における補機駆動時に、燃料の供
給量が増加するのに対し、吸気シヤツター装置に
より吸入空気量は制限されているため、全体とし
ては酸素不足の状態となり、半失火を起こした
り、白煙、臭気（ホルムアルデヒド）を排出する
という問題点がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、エ
ンジンに余分な負荷を与える補機駆動時において
増加した燃料が良好な燃焼を行うのに必要な空気
を供給する自動車用デイーゼルエンジンの吸気装
置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、吸気通
路に設けられた吸気シヤツターと、該吸気シヤツ
ター装置に連係されアクセルペダル踏込み量に関
連した信号に応じ該吸気シヤツターを軽負荷時に
閉じ吸入空気量を絞り、振動低減を図る吸気シヤ
ツター装置と、アクセルペダル踏込み量およびエ
ンジン回転数に応じ、同一アクセルペダル踏込み
量に対し、回転数の低下にともない、燃料を増方
向に補正するメカニカルガバナー機構を有する燃
料噴射ポンプと、エンジンにて駆動される補機と
を備えたデイーゼルエンジンにおいて、上記吸気
シヤツター装置に連係され補機駆動時に上記吸気
シヤツター装置の絞り量を減少させる装置を具備
し、さらに上記吸気シヤツター装置の吸気絞り量
が、エンジン暖機完了時でかつ補機非駆動時、エ
ンジンがアイドリング時での吸気シヤツター下流
の吸気負圧が100〜400mmHgとなるように設定さ
れていることを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。

実施例 １ 第１図において、１はエンジン、２，３はそれ
ぞれエンジン１の燃焼室に連通する吸気通路およ
び排気通路である。吸気通路２には蝶型弁で構成
された吸気シヤツター４が、排気通路３には排気
制動弁５がそれぞれ開閉可能に取付けられてい
る。

吸気シヤツター４および排気制動弁５はそれぞ
れリンク機構６，７を介して第１および第２パワ
ーチヤンバー８，９に連結され、該第１および第
２パワーチヤンバー８，９の負圧室８ａ，９ａが
大気圧状態のときは開位置（第１図実線参照）に
保持される一方、第１および第２パワーチヤンバ
ー８，９の負圧室８ａ，９ａが負圧状態のとき
は、ダイヤフラム８ｂ，９ｂがスプリング８ｃ，
９ｃの弾発力に抗して変位し、閉位置（第１図一
点鎖線参照）になるように構成されている。

各パワーチヤンバー８，９の負圧室８ａ，９ａ
はそれぞれ第１および第２三方ソレノイド弁１
０，１１が介装された負圧通路１２を通じてバキ
ユームタンク１３に接続されている。バキユーム
タンク１３には、エンジン１により駆動されるバ
キユームポンプ１４がチエツク弁１５を介して接
続されている。前記両三方ソレノイド弁１０，１
１は、励磁コイル１０ａ，１１ａが励磁されない
非作動時には負圧通路１２を閉じてパワーチヤン
バー８，９の負圧室８ａ，９ａを大気孔１０ｂ，
１１ｂを介して大気に開放し、励磁される作動時
には負圧通路１２を開いて負圧室８ａ，９ａをバ
キユームタンク１３に連通するものである。

１６は吸気シヤツターの上流側と下流側とを接
続する第１バイパス通路で、排気ブレーキ作動時
のみ開く電磁弁１７および排気ブレーキ時の吸気
音を弱める消音器１８（拡大室）が介装されてい
る。

１９は後述の補機駆動時に開く開閉弁で、該開
閉弁１９を通りて吸気シヤツター４の上流側と下
流側とを接続する第２バイパス通路２０が形成さ
れている。

２１は一方をアースしたバツテリで、該バツテ
リ２１に対し、エンジン１を運転する場合に閉じ
るキースイツチ２２と、エンジン１の始動時、正
確にはクランキング時と、クランキング後の数秒
間の間だけ開かれる始動リレースイツチ２３と、
アクセルペダルを踏むと開き、離すと閉じるアク
セルスイツチ２４とがそれぞれに直列に接続され
ている。さらに、該アクセルスイツチ２４に対
し、運転者の選択にて手動操作で開閉する排気ブ
レーキスイツチ２５と、クラツチペダル（図示省
略）を踏むと開き、離すと閉じるクラツチスイツ
チ２６と、シフトレバーがニユートラル位置のと
き開き、変速位置のとき閉じるニユートラルスイ
ツチ２７とがそれぞれ直列に接続されている。ま
た、前記第１三方ソレノイド弁１０の一方の端子
は、アクセルスイツチ２４と排気ブレーキスイツ
チ２５との間に接続され、他方の端子はアースさ
れている。さらに、第２三方ソレノイド弁１１の
一方の端子は、ニユートラルスイツチ２７に接続
され、他方の端子はアースされている。

２８はスタータスイツチで、抵抗器２９を介し
てトランジスタ３０のベースに接続されている。
トランジスタ３０のコレクタは、スタータスイツ
チ２８と並列な励磁コイル２３ａ（始動リレース
イツチ２３）に接続され、エミツタはアースされ
ている。スタータスイツチ２８と抵抗器２９との
間に、コンデンサ３１および別の抵抗器３２が直
列に接続され、該抵抗器３２はアースされてい
る。これらは、スタータモータが作動しているク
ランキング時およびそれに続く数秒間の間始動リ
レースイツチ２３を閉じ、エンジンの始動性に支
障をきたすことのないようにするものである。

なお、キースイツチ２２が閉じられると、後述
の燃料噴射ポンプ４０の燃料通路が開かれる一
方、開かれると燃料通路が閉塞されエンジンが停
止するように構成されている。

３３はクーラスイツチで、一方の端子はキース
イツチ２２と始動リレースイツチ２３との間に接
続され、他方の端子は、リレースイツチ３４の励
磁コイル３４ａとダイオード３５とが並列に接続
されている。さらに、ダイオード３５は開閉弁１
９の励磁コイル１９ａに接続されている。リレー
スイツチ３４は、エンジン１の出力軸にて回転す
るプーリ３６と、カークーラを作動させるコンプ
レツサー３７とを断接する電磁クラツチ３８に電
気的に接続されている。

３９は補機駆動検出スイツチで、前記クーラス
イツチ３３およびダイオード３５と並列に設けら
れている。この補機駆動検出スイツチ３９は、ダ
ンプカーの荷台を傾動させるために油圧ポンプを
作動させたり、あるいはミキサー車を運転するた
めにエンジン１から出力を取出したりする、いわ
ゆる補機駆動時に閉じるものである。通常、この
ような補機の駆動は、運転席に設けられた手動レ
バーで行われるから、該手動レバーに補機駆動検
出スイツチ３９が連動するように設けられる。

４０は分配型燃料噴射ポンプで、そのコントロ
ールレバー４０ａがアクセルペダルと連動してお
り、該アクセルペダルの踏込み量およびエンジン
回転数によつて燃料の噴射量が決定される。しか
して、アクセルペダル踏込み量およびエンジン回
転数に応じ、同一アクセルペダル踏込み量に対
し、回転数の低下に伴い、燃料を増方向に補正す
る周知のガバナー機構を有する。

４１はエアクリーナである。

上記構成によれば、エンジン１の暖機状態にお
けるアイドリング運転時には、アクセルペダルの
踏込みが解除されるから、アクセルスイツチ２４
が閉じる。このとき、電磁弁１７および開閉弁１
９はどちらも閉じているから、第１および第２バ
イパス通路１６，２０は閉じたままである。

上記アクセルスイツチ２４の閉成により、第１
三方ソレノイド弁１０が励磁されて開くため、第
１パワーチヤンバー８の負圧室８ａに、負圧通路
１２を通じてバキユームタンク１３から負圧が導
入され、ダイヤフラム８ｂによりリンク機構６を
介して吸気シヤツター４が回動し、閉位置になる
（第１図一点鎖線参照）。

この閉位置での吸気シヤツター装置の絞り量
は、100mmHg以上400mmHg以下（望ましくは150
mmHg〜350mmHg）に設定され、アイドリング運
転時におけるエンジンの振動、騒音を抑制する。
ここで、吸気シヤツター装置の絞り量は、アイド
リング運転時、すなわちエンジンが600r.p.m.で
回転しているときの吸気シヤツター下流の吸気負
圧で表わしており、また、上記範囲が望ましいこ
とは実験により、確認されている。

また、エンジン１に負荷をかけるカークーラの
作動時、あるいはダンプカーの荷台の傾動時、ミ
キサー車のミキサー運転時には、クーラスイツチ
３３あるいは補機駆動検出スイツチ３９が閉じら
れ、開閉弁１９の励磁コイル１９ａを励磁して第
２バイパス通路２０を開くので、吸気通路２の実
質的通路断面積が増加し、吸気シヤツター装置の
絞り量が減少する。

すると、アイドリング時にエンジン１に負荷が
かかつたために増加した噴射燃料に見合うだけの
吸入空気が吸入されることとなり、半失火を起こ
すことなく良好な燃焼状態となる。

また、排気ブレーキスイツチ２５、クラツチス
イツチ２６およびニユートラルスイツチ２７が閉
じられ、排気制動弁５が閉位置（第１図一点鎖線
参照）になる排気ブレーキ時にも、第１バイパス
通路１６が開いて吸気シヤツター装置の絞り量が
減少される。これは、排気ブレーキ時に、エンジ
ン内で圧縮されたガスが吸気通路２に逆流して急
激に膨張して、吸気騒音を発生するのを防止する
ために、通常のアイドリング時と同程度の吸気シ
ヤツター装置を絞ると、燃焼室内への吸入空気の
供給量が少ないため、エンジンにおいて十分に圧
縮損失を行わせることができず、排気ブレーキの
ブレーキ性能を著しくさせるからである。

上記実施例におけるクラツチスイツチ２６およ
びニユートラルスイツチ２７は、アイドリング時
と減速運転時とを識別検出するものであるから、
これらのスイツチ２６，２７の代わりに、アイド
リング時に開き、アイドリング時よりも若干高い
エンジン回転数のときには閉じる回転数スイツチ
を用いることもできる。

上記アクセルスイツチ２４、クラツチスイツチ
２６、ニユートラルスイツチ２７は、必ずしもア
クセルペダル、クラツチペダル、シフトレバーの
動きに直接応動する形式である必要はなく、間接
的に動きを換知する形式であつてもよい。例え
ば、アクセルスイツチ２４としては、燃料噴射ポ
ンプ４０のコントロールレバー４０ａの位置を検
知するスイツチを適用することもできる。

なお、上記実施例の排気ブレーキスイツチ２５
は必ずしも必要ではなく省略してもよい。

上記実施例１では、補機駆動時、吸気通路２の
絞り量を減少させるために、吸気シヤツター４の
開度を若干大きくすることにより行つているが、
吸気通路２の絞り量を減少させるということは、
吸気通路２の実質的な吸気通路面積（開口面積）
を大きくすることであるから、実施例１のほか、
補機駆動時に吸気シヤツター４の開度そのものを
若干大きくすることは勿論、次の実施例２に示す
ように、補機駆動時には吸気シヤツター装置を不
作動にして行うこともできる。

実施例 ２ 第２図において、５１はリレースイツチで、ア
クセルスイツチ２４と第１三方ソレノイド弁１０
との間に介装されている。該リレースイツチ５１
は、クーラスイツチ３３あるいは補機検出スイツ
チ３９と電気的に連動され、それらのスイツチ３
３，３９を閉じた時に開き、第１三方ソレノイド
弁１０を不作動にするものである。

このように構成すれば、リレースイツチ５１が
開いている補機駆動時には、アクセルペダルの踏
込みを解除してアクセルスイツチ２４を閉じて
も、第１三方ソレノイド弁１０は開かず負圧が第
１パワーチヤンバー８の負圧室８ａには導入され
ないから吸気シヤツター４が閉じて閉位置になる
ことはない。

その結果、補機駆動時には吸気シヤツター４が
全開状態に保たれることとなり、十分な吸入空気
が吸入され、良好な燃焼状態を得る。

なお、本例は、実施例１と略同様の構成である
から、同様の構成要素については同一の符号を用
い、要部のみを説明する。

実施例１および実施例２では、アクセルペダル
の踏み込みを解除したとき（アイドリング時）の
み吸気シヤツター４を閉じ、その他の時は吸気シ
ヤツターを全開にするものであるが、現実にはア
イドリング時のエンジン回転数（600r.p.m.）よ
りも若干回転数の高い低速回転時にもやはり余剰
空気が多くトルク変動があるため、吸気シヤツタ
ー装置により吸気を減少させることが望ましい。

しかしながら、低速回転時であつても燃料噴射
量の多い高負荷時には必要空気量が増大し大きい
ため、吸気シヤツター装置により吸気を減少する
ことは好ましくない。これは、デイーゼルエンジ
ンの利点が、熱効率の良さにあるからであり、常
用域において吸気を絞ることは好ましくない。

したがつて、低回転および軽負荷時に吸気シヤ
ツター装置を絞り、中回転時および中負荷時に全
開するようにすればよいことがわかる。

次に、吸気シヤツターの開度を連続的に変化せ
しめ、上記問題点を解消した吸気シヤツター装置
を用いたものを説明する。

実施例 ３ 第３図において、６１は吸気シヤツターで、ア
クセルペダル６２とリンク機構６３を介して連動
されている。吸気シヤツター６１の開度は、第４
図から明らかなように、アイドリング時には全閉
し、アクセルペダル６２の踏み込み量が大きくな
り、エンジン回転数（オールスピードガバナを使
用した燃料噴射ポンプを使用した場合）、あるい
は負荷（リミツトスピードガバナの場合）が高く
なるにつれて徐々に大きくなり、所定の値に達し
たときに全開となるように設定されている。

なお、上記実施例の全体構成は、実施例１を略
同様であるから、同様の構成要素について同一の
符号を用い、その詳細な説明を省略する。

本発明は、上記のように構成したから、補機駆
動時に吸気シヤツター装置の絞り量が減少せしめ
られ、補機駆動時に十分な吸入空気が供給され、
通常のアイドリング時と何ら変わることなく良好
な燃焼状態を得ることができるという実用上優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第
１図は実施例１のデイーゼルエンジンの吸気装置
の全体構成図、第２図は実施例２の同要部構成
図、第３図は実施例３の同要部構成図、第４図は
実施例３のアクセルペダルの特性を示す図であ
る。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……吸気シヤツター、５……排気制動
弁、６，７……リンク機構、８……第１パワーチ
ヤンバー、９……第２パワーチヤンバー、８ａ，
９ａ……負圧室、８ｂ，９ｂ……ダイヤフラム、
８ｃ，９ｃ……スプリング、１０……第１三方ソ
レノイド弁、１１……第２三方ソレノイド弁、１
０ａ，１１ａ……励磁コイル、１０ｂ，１１ｂ…
…大気孔、１２……負圧通路、１３……バキユー
ムタンク、１４……バキユームポンプ、１５……
チエツク弁、１６……第１バイパス通路、１７…
…電磁弁、１８……消音器、１９……開閉弁、１
９ａ……励磁コイル、２０……第２バイパス通
路、２１……バツテリ、２２……キースイツチ、
２３……始動リレースイツチ、２３ａ……励磁コ
イル、２４……アクセルスイツチ、２５……排気
ブレーキスイツチ、２６……クラツチスイツチ、
２７……ニユートラルスイツチ、２８……スター
タスイツチ、２９，３２……抵抗器、３０……ト
ランジスタ、３１……コンデンサ、３３……クー
ラスイツチ、３４……リレースイツチ、３４ａ…
…励磁コイル、３５……ダイオード、３６……プ
ーリ、３７……コンプレツサー、３８……電磁ク
ラツチ、３９……補機駆動検出スイツチ、４０…
…燃料噴射ポンプ、４０ａ……コントロールレバ
ー、４１……エアクリーナ、５１……リレースイ
ツチ、６１……吸気シヤツター、６２……アクセ
ルペダル、６３……リンク機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気通路に設けられた吸気シヤツターと、該
   吸気シヤツターに連係されアクセルペダル踏込み
   量に関連した信号に応じ該吸気シヤツターを軽負
   荷時に閉じ吸入空気量を絞り、振動低減を図る吸
   気シヤツター装置と、アクセルペダル踏込み量お
   よびエンジン回転数に応じ、同一アクセルペダル
   踏込み量に対し、回転数の低下にともない、燃料
   を増方向に補正するメカニカルガバナー機構を有
   する燃料噴射ポンプと、エンジンにて駆動される
   補機とを備えたデイーゼルエンジンにおいて、上
   記吸気シヤツター装置に連係され補機駆動時に上
   記吸気シヤツター装置の絞り量を減少させる装置
   を具備し、さらに上記吸気シヤツター装置の吸気
   絞り量がエンジン暖機完了時でかつ補機非駆動
   時、エンジンがアイドリング時での吸気シヤツタ
   ー下流の吸気負圧が100〜400mmHgとなるように
   設定されていることを特徴とする自動車用デイー
   ゼルエンジンの吸気装置。 ２ 吸気シヤツター装置の絞り量を減少させる装
   置は、吸気シヤツター上流側と下流側との吸気通
   路を連通するバイパス通路と、該バイパス通路に
   介装され補機駆動時に開く開閉手段とを有する特
   許請求の範囲第１項記載の自動車用デイーゼルエ
   ンジンの吸気装置。 ３ 開閉手段は、電磁弁で、補機の作動の有無を
   検出する検出手段と電気的に連係されている特許
   請求の範囲第２項記載の自動車用デイーゼルエン
   ジンの吸気装置。 ４ 吸気シヤツター装置の絞り量を減少させる装
   置は、吸気シヤツター装置に連係され補機駆動時
   に前記吸気シヤツター装置の作動を不能とするリ
   レースイツチである特許請求の範囲第１項記載の
   自動車用デイーゼルエンジンの吸気装置。 ５ 吸気シヤツター装置は、吸気シヤツターがア
   クセルペダルに連動するように構成され、該吸気
   シヤツターの開度がアクセルペダルの踏込み量に
   応じて連続的に変化する特許請求の範囲第３項ま
   たは第４項記載の自動車用デイーゼルエンジンの
   吸気装置。