JPS6231622Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジン特にトラツク等大型車両用
に好適な過給エンジンの改良に関するものであ
る。

技術上良く知られているように、エンジンの給
気を加圧して所謂過給を行なうことにより、出力
を増大し同時に燃費を改善することができる。こ
のため近来、エンジンの排ガスが保有しているエ
ネルギを利用してタービンを駆動し、同タービン
によりコンプレツサを駆動してエンジンの吸入空
気を加圧するターボチヤージヤが広く用いられる
ようになつたが、一般に、エンジンの低速回転時
において、ターボチヤージヤが十分な過給圧を供
給することができず、エンジンの出力トルクが不
足する欠点がある。同時に又、この種のターボチ
ヤージヤは、高温度の排ガスを受容して通常毎分
数万回転から二十万回転に及ぶ高速回転を行なう
ので、故障なく安全に運転するためには、設計、
製作に高度の技術が要求されることは勿論日常十
分な保守、整備が行なわれねばならない。そこで
本考案の一つの目的は、往復動エンジン本来のピ
ストンの往復運動を効果的に利用して機械的過給
を行ない、低速から高速回転の全運転範囲に亘つ
て、十分なトルクを得、かつ燃費を向上する点に
ある。

他方、トラツク等大型車両では、自重が大き
く、かつ載荷時の貨物重量も大きいので、停止時
あるいは降坂時におけるブレーキ負荷が当然厳し
く、常用ブレーキを過度に使用すると、焼損した
り摩擦部材の早期摩耗を起す惧れがあり、更に降
雨、降雪時等に制動力が不足し思わざる事故に発
展することもある。このため従来から常用ブレー
キを補完する目的で、エンジンそれ自体の機構上
の特性を利用したエキゾーストブレーキの設置や
エンジンブレーキの強化等が提案され実施されて
いるが、必ずしも満足し得るものではなかつた。
そこで本考案のもう一つの目的は、特に後者のエ
ンジンブレーキを従来より飛躍的に強化して、車
両の走行安全性を向上することにある。

上記目的を達成するために本考案は、複数のシ
リンダのピストン背面のシリンダ端部を夫々密閉
して形成された圧縮室、上記各圧縮室を過給空気
管路を経てエンジンの吸気管に連通させる吐出空
気通路、上記各圧縮室を吸入空気管路を経てエア
クリーナに連通させる吸入空気通路、上記吐出空
気通路及び吸入空気通路の少くとも一方に介装さ
れた共通の摺動弁、及び上記摺動弁に作動的に連
結されたアクチユエータを有し、エンジンの通常
運転時は、上記アクチユエータにより上記摺動弁
が開放され圧縮室内の加圧空気が上記過給管路に
供給され、エンジンブレーキ時には、上記アクチ
ユエータにより摺動弁が閉鎖されピストンの下降
行程又は上昇行程の少くとも一方で上記圧縮室が
実質的に密閉されるように構成されたことを特徴
とする過給エンジンを提案するものである。本考
案によれば、エンジンの複数シリンダのピストン
背面に圧縮室が形成され、これらの圧縮室は過給
空気管路を介してエンジンの吸気管に連結され、
更にこの過給管路と各圧縮室とを連結する空気通
路内に共通の摺動弁が設けられていて、エンジン
通常運転時には、アクチユエータにより上記摺動
弁を開くことによつて、上記圧縮室内の加圧空気
をエンジンに供給して所謂機械的過給を行ない、
エンジンの出力及び燃費を改善することができ、
又エンジンブレーキ時には、アクチユエータによ
り上記摺動弁を駆動してピストンの下降行程又は
上昇行程の少くとも一方で各圧縮室を同時に密閉
することにより、ピストン下降時に上記圧縮室内
の空気を圧縮するための仕事又はピストン上昇時
に真空に抗して上昇するための仕事即ち負の仕事
を積極的に増大させ、従来よりも著しくエンジン
ブレーキ効果を強化することができたものであ
る。

以下本考案の一実施例を添付図面について詳細
に説明する。図中、符号１０は直噴式の多シリン
ダデイゼルエンジンを総括的に示し、１２はシリ
ンダブロツク、１４は同シリンダブロツク１２内
に嵌装されたシリンダライナ、１６は同シリンダ
ライナ１４に嵌装されたピストン、１８はシリン
ダヘツド、２０は燃料噴射ノズル、２２は吸気
弁、２４はシリンダヘツド１８内に形成された吸
気ポート、２６はエアクリーナ、２８は吸気管
（マニホールド）である。

上記多シリンダエンジンの複数のシリンダライ
ナ１４の下端即ちピストン背面側の端部には、カ
バー３０が螺合され、同カバー３０の中央孔には
上記ピストン１６と一体のピストン軸１６′が、
Ｏリング３２を介して密封的に、かつ摺動自在に
貫通している。ピストン軸１６′は、上記ピスト
ン１６と一体造りでもよいし、又別体に作つて例
えば螺合固着してもよい。３４は上記ピストン軸
１６′の下端に枢着されたコネクテイングロツ
ド、３６は同コネクテイングロツド３４に連結さ
れたクランクシヤフトである。３８は上記ピスト
ン１６の背面とシリンダライナ１４とカバー３０
とで限界された圧縮室、４０は一端が各圧縮室３
８に連通し、他端が二又に分岐した吐出空気通路
４０ａ及び吸入空気通路４０ｂを構成している空
気通路、４２は上記空気通路４０と協働する弁装
置であつて、その詳細は第２図に示されている。
即ち、第２図の弁装置４２において、４４ａは、
上記吐出空気通路４０ａに介装された弁座、４６
ａは弁ばね４８ａによつて弁座４４ａに押圧され
ている吐出弁板、５０ａは上記弁座４４ａを定位
し、かつ弁ばね４８ａを受けるばね座である。又
４４ｂは、上記吸入空気通路４０ｂに介装された
弁座、４６ｂは弁ばね４８ｂによつて弁座４４ｂ
に押圧されている吸入弁板、５０ｂは上記弁座４
４ｂを定位する取付ねじである。そして上記弁装
置４２には、各シリンダの吐出空気通路４０ａに
共通に連通し得る過給管路５２ａと、吸入空気通
路４０ｂに共通に連通し得る吸入管路５２ｂとを
具備した一体造りのケーシング５４が連結されて
いる。更に、同ケーシング５４の過給管路５２ａ
と吐出空気通路４０ａとの接続部分には、第３図
にその詳細を示す細長い矩形状の摺動弁５６が摺
動自在に収容されており、同弁上には各シリンダ
の吐出空気通路４０ａと対応する弁孔５８が設け
られている。そして第３図において、摺動弁５６
が図の左方に移動し、その弁孔５８が吐出空気通
路４０ａと重合したとき、各シリンダの圧縮室３
８と過給管路５２ａとが空気通路４０を介して連
通するように構成されている。６０は上記摺動弁
５６に連結されたアクチユエータであつて、図示
の実施例では、自体周知の圧力応動装置として示
されている。６２は上記アクチユエータ６０に電
磁式の三方弁６４を介して連結された圧縮空気タ
ンク、６６は電源例えば車載バツテリ、６８は上
記三方弁６４の給電回路、７０，７２及び７４は
上記回路６８内に直列に介装された夫々エンジン
ブレーキスイツチ、クラツチスイツチ及びアクセ
ルスイツチである。エンジンブレーキスイツチ７
０は好ましくは手動スイツチであつて、運転者が
随意に操作するものであり、通常は運転者によつ
て常閉されている。又クラツチスイツチ７２は、
クラツチペダルと機械的に連結され、あるいはク
ラツチ操作用油圧回路内にプレツシヤスイツチの
形で介装されたスイツチであつて、クラツチ解放
時に閉成され、クラツチ踏込時に開路される。更
に、アクセルスイツチ７４は、アクセルペダルに
直接機械的に連結され、又はアクセルペダルと連
動する燃料供給調整用ラツク等に連結されたスイ
ツチであつて、アクセルペダルの解放時に閉成さ
れ、同ペダルを踏込んだ時に開路するように設け
られている。

上記装置において、車両の通常走行中は、エン
ジンブレーキスイツチ７０が閉じていても、クラ
ツチスイツチ７２、アクセルスイツチ７４の少く
とも一方又は双方が開いているので、三方弁６４
は閉状態にあつて、圧縮空気タンク６２内の圧縮
空気がアクチユエータ６０に供給されず、従つて
摺動弁５６は矢印Ａ方向に移動した位置、即ち各
空気通路４０と弁孔５８とが連通している。そこ
でエンジン１０の運転に伴ない、ピストン１６の
下降時に圧縮室３８で加圧された空気は、空気通
路４０（吐出空気通路４０ａ）を通り吐出弁板４
６ａを弁ばね４８ａに打ち勝つて開き、弁孔５
８、ケーシング５４内の過給管路５２ａ及び中間
連結管７６を通つて吸気管２８に供給され、過給
が行なわれる。次にピストン１６が上昇すると、
圧縮室３８内が負圧になり従つて空気通路４０内
が負圧になるので、吐出弁板４６ａは閉じ、一方
吸入弁板４６ｂが弁ばね４８ｂを圧縮して開くの
で、吸入管路５２ｂが圧縮室３８と連通し、エア
クリーナ２６を経て外気が圧縮室３８内に吸入さ
れる。

又車両が、エンジンブレーキを必要とする運転
状態になると、上記クラツチスイツチ７２、アク
セルスイツチ７４が閉成され、一方、前述したよ
うにエンジンブレーキスイツチ７０は普通常閉で
あるので、電磁式三方弁６４が開いて、圧縮空気
タンク６２内の圧縮空気がアクチユエータ６０に
供給され、摺動弁５６が第３図に示す位置に駆動
され、各シリンダの圧縮室３８に連通する空気通
路４０から分岐した吐出空気通路４０ａが上記摺
動弁５６によつて閉鎖される。この結果、圧縮室
３８が実質的に密閉され、ピストン１６の下降時
における圧縮仕事が大きくなるので、エンジンブ
レーキ効果が著しく強化されることになる。

なお、上記実施例は、圧縮室３８に連通する空
気通路４０から分岐した吐出空気通路４０ａに摺
動弁５６を設けたものであるが、吸入側の空気通
路４０ｂに同様の摺動弁５６を設けることもでき
る。この場合には、エンジンブレーキ効果の増大
は、真空に抗してピストン１６が上昇することに
よる仕事の増大によつて生ずる。同様に、空気通
路４０の吐出及び吸入空気通路４０ａ，４０ｂの
双方に上記同様の摺動弁を夫々設けることもで
き、より一層のエンジンブレーキ効果を収め得る
ことは明らかである。

更に、上記装置において、エンジンブレーキ時
にピストン１６が下死点から上昇しようとすると
きに、そのピストン位置を検知して上記三方弁６
４を駆動し、アクチユエータ６０と圧縮空気タン
ク６２との連通を遮断すると同時に、アクチユエ
ータ６０内の圧縮空気を大気に逃がし摺動弁５６
を再び開いてやれば、圧縮室３８内の加圧空気が
ピストン１６を押し上げようとする力を低減し又
は消失させることができるので、一層エンジンブ
レーキ効果を向上することができる。代案とし
て、空気通路４０内に摺動弁５６より上流側に更
に一つの弁を追加して設け、ピストン１６が下死
点付近にあるとき、最も好ましくは下死点を越え
たのち直ちに圧縮室３８内の加圧空気を大気に放
出するようにしてもよい。なおまた、上記実施例
では、アクチユエータ６０として圧縮空気利用の
圧力応動装置を例示したが、真空利用の圧力応動
装置でもよく、この場合タンク６２は勿論バキユ
ームタンクとなる。更にアクチユエータ６０は、
電動式例えば電動機とねじ・ナツト駆動装置の組
合わせでもよく、直接電磁力によつて作動するア
クチユエータでも勿論構わない。

最後に、第３図において、給気管２８内に介装
された弁７８は、上述したエンジン１０の正常運
転時には常に閉じられており、何等かの事情によ
つてエンジン１０の過給を中止した場合に開かれ
て、エンジン１０を一般の無過給エンジンとして
運転することができるように備えられたものであ
る。

以上詳細に説明したように、本考案に係る過給
エンジンは、複数のシリンダのピストン背面のシ
リンダ端部を夫々密閉して形成された圧縮室、上
記各圧縮室を過給空気管路を経てエンジンの吸気
管に連通させる吐出空気通路、上記各圧縮室を吸
入空気管路を経てエアクリーナに連通させる吸入
空気通路、上記吐出空気通路及び吸入空気通路の
少くとも一方に介装された共通の摺動弁、及び上
記摺動弁に作動的に連結されたアクチユエータを
有し、エンジンの通常運転時は、上記アクチユエ
ータにより上記摺動弁が開放され圧縮室内の加圧
空気が上記過給管路に供給され、エンジンブレー
キ時には、上記アクチユエータにより摺動弁が閉
鎖され上記ピストンの下降行程又は上昇行程の少
くとも一方で圧縮室が実質的に密閉されるように
構成されたことを特徴とし、エンジンの通常の運
転状態では、安定した機械的過給を行なうことに
より出力及び燃費を向上することができ、同時に
エンジンブレーキを必要とする運転状態では、従
来装置よりも遥かに秀れたエンジンブレーキ効果
を発揮し、ひいては交通安全の確保に貢献するこ
とができる利点があり、更に構造比較的簡単で安
価であり、しかも故障が少なく、取扱い整備が容
易なこの種エンジンを提供することができるの
で、極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例において要部を断面
で示した概略図、第２図は第１図の弁装置４２部
分を拡大して示した断面図、第３図はその一部を
第２図の−線に沿う断面で示した第１図の要
部側面図である。 １０：エンジン、１２：シリンダブロツク、１
４：シリンダライナ、１６：ピストン、２８：吸
気管、３８：圧縮室、４０：空気通路、４０ａ：
吐出空気通路、４０ｂ：吸入空気通路、４２：弁
装置、４６ａ：吐出弁板、４６ｂ：吸入弁板、５
２ａ：過給管路、５２ｂ：吸入管路、５４：ケー
シング、５６：摺動弁、６０：アクチユエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のシリンダのピストン背面のシリンダ端部
   を夫々密閉して形成された圧縮室、上記各圧縮室
   を過給空気管路を経てエンジンの吸気管に連通さ
   せる吐出空気通路、上記各圧縮室を吸入空気管路
   を経てエアクリーナに連通させる吸入空気通路、
   上記吐出空気通路及び吸入空気通路の少くとも一
   方に介装された共通の摺動弁、及び上記摺動弁に
   作動的に連結されたアクチユエータを有し、エン
   ジンの通常運転時は、上記アクチユエータにより
   上記摺動弁が開放され圧縮室内の加圧空気が上記
   過給管路に供給され、エンジンブレーキ時には、
   上記アクチユエータにより摺動弁が閉鎖されピス
   トンの下降行程又は上昇行程の少くとも一方で上
   記圧縮室が実質的に密閉されるように構成された
   ことを特徴とする過給エンジン。