JPS6244100Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案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。

しかしながら、上記装置では、エンジンブレー
キを作動させる減速時にも、アイドリング時と同
じ程度に吸気通路を絞るため、吸気脈動による吸
気通路の気柱振動が起こす騒音及び排気ブレーキ
時にエンジン内で圧縮されたガスが吸気通路に逆
流して急激に膨張することにより発生する吸気騒
音は低減できるが、吸入空気の燃焼室内への供給
量が減少しすぎ、エンジンにおいて圧縮損失を十
分に行わせることができず、エンジンブレーキの
ブレーキ性能が低下するという不具合がある。

そのため、エンジンブレーキを作動させる減速
時（排気ブレーキ作動時を含む）には、アクセル
ペダルの踏込みを解除したアイドリング時よりも
吸気シヤツター装置の絞り量を減少させる必要が
ある。

そこで、本案者は、エンジンブレーキ作動時と
非作動時とは、変速機がシフト状態であるかニユ
ートラル状態であるかによつて区別できることに
着目し、該変速機の状態によつて吸気シヤツター
装置の絞り量を変化できる装置を備えた自動車用
デイーゼルエンジンの吸気装置を開発するに至つ
たのである。

本考案は、アクセルペダルの踏込みを解除した
ときに、吸気通路に設けられた吸気シヤツターを
閉じ吸入空気量を絞る吸気シヤツター装置を備え
たデイーゼルエンジンの吸気装置において、エン
ジンブレーキ時における吸気騒音が低減され、し
かもエンジンブレーキのブレーキ性能の点につい
ても劣らない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。

上記目的を達成するために、吸気シヤツター装
置の絞り量をエンジン暖機完了状態でのアイドリ
ング時に吸気シヤツター下流の吸気負圧が100mm
Hg以上となるよう設定するとともに、この設定
された吸気シヤツター装置の絞り量を、変速機が
シフト状態にあるときに減少させる装置を設けた
ことを特徴とする。

以下、本考案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
ぞれ該エンジン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。

第１パワーチヤンバー８によつて開位置と閉位
置との二段階に切換えられるが、その閉位置にお
いても後述の機械的手段によつて、二段階の切換
えが行われる。

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，９
ａ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は一方をアースしたバツテリで、該バツテ
リ１６に対し、運転時に閉じるキースイツチ１７
と、アクセルペダル１８を踏むと開き、離すと閉
じるアクセルスイツチ１９とが直列に接続されて
いる。更に、アクセルスイツチ１９に対し、運転
者に選択にて手動操作で開閉する排気ブレーキス
イツチ２０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２１
と、後述のシフトレバー３７のニユートラル位置
で開き、シフト位置で閉じるニユートラルスイツ
チ２３とがそれぞれ直列に接続されている。

前記第１三方ソレノイド弁１０の励磁コイル１
０ａの一方の端子はアクセルスイツチ１９と排気
ブレーキスイツチ２０との間に接続され、他方の
端子はアースされている。また、第２三方ソレノ
イド弁１１の励磁コイル１１ａの一方の端子はニ
ユートラルスイツチ２３に接続され、他方の端子
はアースされている。

２４は吸気通路２の吸気シヤツター４の上流側
と下流側とを接続するバイパス通路で、特定の運
転状態において開く開閉弁２５が介装されてい
る。該開閉弁２５の励磁コイル２５ａの一端はア
ースされ、他端は、並列に配線された始動スイツ
チ２６と、暖機スイツチ２７と、負荷スイツチ２
８とを介して、キースイツチ１７とアクセルスイ
ツチ１９との間に接続配線されている。

始動スイツチ２６は、エンジン１の始動時、正
確に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閉じるスイツ
チ、暖機スイツチ２７は、エンジン１の燃焼状態
の不安定な冷機時、例えばエンジン冷却水の温度
が80℃以下のときに閉じるスイツチ、負荷スイツ
チ２８は、エンジン１に余分な負荷がかかつたと
き、例えばカークーラ作動時あるいはダンプカー
の荷台の傾動時に閉じるスイツチである。これら
のスイツチ２６，２７，２８のうち、何れか１つ
のスイツチが閉じると、開閉弁２５の励磁コイル
２５ａが励磁されて該開閉弁２５を開き、バイパ
ス通路２４を開いて吸気シヤツター装置の絞り量
を減少させる。なお、上述のように、エンジン始
動時、冷機時および負荷時に、吸気シヤツター装
置の絞り量を減少させるのは、始動時において
は、吸入空気不足の状態になつてエンジンの始動
性が低下するのを防止するためであり、冷機時お
よび負荷時においては、アイドリング時と同程度
に吸気シヤツター装置の絞り量を減少させると、
吸入空気が不足して燃焼状態が悪化し、半失火を
生じて有害未燃焼成分を排出するからである。

２９は分配型燃料噴射ポンプで、そのコントロ
ールレバー２９ａがアクセルペダル１８と連動し
ており、アクセルペダル１８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。

３０はエアクリーナである。

次に、吸気シヤツター装置の絞り量を、エンジ
ンブレーキ作動時に減少せしめる機械的手段につ
いて説明する。

第２図において、アクセルペダル１８の踏込み
を解除したときに閉位置になる吸気シヤツター４
の回動軸３１に、第１突部３２ａ、第２突部３２
ｂおよび第３突部３２ｃを有するレバー部材３２
が固設されている。

第１突部３２ａには、ストッパーとして機能す
るボルト３３が螺着され、ロツクナツト３４にて
固定されている。ボルト３３は、アクセルペダル
１８の踏込みが解除され、吸気シヤツター４が閉
位置（第２図一点鎖線参照）になつたとき、すな
わち通常のアイドリング時には前記ボルト３３の
先端部が壁面Ａに当接し吸気シヤツター４を所定
開度に規制するものである。

第２突部３２ｂにも、ボルト３５がロツクナツ
ト３６にて所定量突出した状態で固定されてい
る。このボルト３５の先端部は、シフトレバー３
７の切換位置によつて、前位置と後位置との間を
移動する規制部材３８に当接し、吸気シヤツター
４の開度を変えるように構成されている。

３９はフレキシブルなケーブルで、一端部に前
記規制部材３８が、他端部に係合部材４０がそれ
ぞれ取付けられている。

４１はシフトセレクトレバーで、その一端部に
おいてシフトレバー３７と連結され、該シフトレ
バー３７の切換操作により、セレクト方向Ｂ（軸
方向）あるいはシフト方向Ｃ（回動方向）に動く
ように構成されている。

４２は出力部材で、その基端部がシフトセレク
トレバー４１に固着され、先端部には円弧状の長
孔４２ａが形成され、該長孔４２ａに前記係合部
材４０が係合している。出力部材４２は、シフト
セレクトレバー４１の軸線（中心線）を回動の中
心ｏとする。また、長孔４２ａは、前記回動の中
心側へ湾曲しており、係合部材４０との係合位置
はシフトレバー３７の状態によつて変わる。すな
わち、シフトレバー３７が第１速、第３速および
第５速のときは、係合部材４０は長孔４２ａのs₁
位置に、第２速、第４速およびバツクのときは長
孔４２ａのs₂位置に、ニユートラルのときにはそ
れらの中間であるs₃位置になる。

したがつて、係合部材４０は、ニユートラルの
ときと、それ以外のときとでは互いに係合位置が
異なるから、その係合位置に応じて規制部材３８
もケーブル３９を通じて、後位置p₂と前位置p₁と
の間を進退する。

４３は復帰スプリングで、規制部材３８を、該
規制部材３８が前位置p₁になるように常時付勢し
ている。４４，４４は案内部材で、係合部材４０
を一方向、すなわちｗ方向のみ移動可能に規制す
るものである。

上記構成によれば、エンジンの暖機状態におけ
るアイドリング運転時には、アクセルペダル１８
の踏込みが解除されるから、アクセルスイツチ１
９が閉じる（このとき、開閉弁２５は開かず、バ
イパス通路２４を閉じている）。すると、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１
２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が回動して閉位置（第１図
一点鎖線参照）になる。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、150mmHg〜350mmHg）に設定さ
れており、アイドリング運転時におけるエンジン
の振動、騒音は抑制される。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側の吸気負圧で表わしてお
り、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、通常の運転走行時には、シフトレバー３
７がシフト位置にあつて係合部材４０が出力部材
４２の長孔４２ａのs₁位置あるいはs₂位置にある
から、規制部材３８はケーブル３９を通じて前位
置p₁に位置している。しかして、エンジンブレー
キを作動させるには、上記状態において、アクセ
ルペダル１８の踏込みを解除して行う。

したがつて、エンジンブレーキを作動させるた
めにアクセルペダル１８の踏込みを解除すると、
アイドリング運転時の場合と同様に、アクセルス
イツチ１９が閉じて第１パワーチヤンバー８の負
圧室８ａ内に負圧が導入されるから、吸気シヤツ
ター４は開位置から閉位置に回動しようとする。
ところが、規制部材３８は上述のように前位置p₁
に位置しているから、レバー部材３２の第２突部
３２ｂのボルト３５の先端部に該規制部材３８が
当接し、ストツパとして作用して該レバー部材３
２の回動を規制する。これにより、吸気シヤツタ
ー４は、通常のアイドリング運転時の閉位置（第
２図一点鎖線参照）よりも若干開度の大きい状態
（第２図実線参照）に、第１パワーチヤンバー８
の負圧室８ａ内の負圧によつて生じる力に抗して
保たれる。

このエンジンブレーキ時の吸気シヤツターの位
置は、開閉弁２５が閉じている通常運転の場合、
前記絞り量で15mmHg以上75mmHg以下の範囲に設
定することが好ましい。

したがつて、吸気シヤツター４によつて吸気通
路２は所定量以上に絞られているから吸気騒音は
低減されるし、一定量以上の吸入空気量の下でエ
ンジンブレーキは作動することになるから、エン
ジンブレーキの性能が低下することもない。この
ことは、排気ブレーキ作動時についても同様であ
る。

また、機械的手段により、吸気シヤツター装置
の絞り量を変化させるため、応答性良く、信頼性
が高く、しかも安価に製造できる。

上記実施例では、変速機がシフト状態であるか
否かを、シフトセレクトレバー４１の動きにより
検出しているが、その他変速機、あるいは該変速
機に連動した部材の動きから検出することもでき
るのは言うまでもない。

上記実施例におけるクラツチスイツチ２１およ
びニユートラルスイツチ２３は、アイドリング時
に何れかが開き、排気ブレーキの作動を不能にす
るものであるから、これらのスイツチ２１，２３
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１９、クラツチスイツチ
２１、ニユートラルスイツチ２３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１９としては、燃料噴射ポ
ンプ２９のコントロールレバー２９ａの位置を検
知することもできる。

なお、上記実施例の排気ブレーキスイツチ２０
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、変速機がシフト状態に
あるエンジンブレーキ時に、吸気シヤツター４の
開度を大きくして、吸気シヤツター装置の絞り量
を減少せしめているが、この他〈実施例２〉に示
すように、バイパス通路を設けて、必要時のみバ
イパス通路を開くようにしても同様の効果を得
る。これは、吸気通路２を絞ることは、吸気通路
２の有効通路断面積（開口面積）を意味するから
である。

〈実施例 ２〉 第３図において、吸気通路２は、吸気シヤツタ
ー４が設けられた部分より下流側は、若干断面積
が大きく形成されている。５２は隔壁で、吸気シ
ヤツター４が設けられた主通路５３と、補助弁５
４が設けられたバイパス通路５５とに分割されて
いる。

５７はレバー部材で、その一端部は補助弁５４
の回動軸５６に一体的に固着され、他端部は〈実
施例１〉と同一構成のケーブル３９と連結されて
いる。

なお、上記実施例の全体構成は、〈実施例１〉
と同様であるから、その詳細な説明を省略し、要
部のみについて説明する。

上記実施例における作用について言及すれば、
変速機がシフト状態にあるときは、ケーブル３９
が前進しているため、補助弁５４は回動して開位
置となり（第３図実線参照）、通常のアイドリン
グ運転時よりも吸気シヤツター装置の絞り量を減
少させる。換言すれば、吸気シヤツター４の開度
は変化しないが、バイパス通路５５が開くから、
吸気通路の有効通路断面積が増加し、絞り量が減
少するのである。

また、変速機がニユートラル状態にあるとき
は、ケーブル３９は後退しているため、補助弁５
４は閉位置にある（第３図一点鎖線参照）。した
がつて、吸気シヤツター装置の絞り量は、予め設
定されたアイドリング運転時の絞り量になる。

〈実施例１〉および〈実施例２〉では、アクセ
ルペダル１８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４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５
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。６４
はスプリングで、レバー部材３２を、吸気シヤツ
ター６１が閉位置になる方向に常時付勢してい
る。

なお、上記実施例の全体構成は、〈実施例２〉
と略同様であるから、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。

本考案は、上記のように、軽負荷時に、吸気通
路に設けられた吸気シヤツターを閉じ吸入空気量
を絞る吸気シヤツター装置を備えたデイーゼルエ
ンジンの吸気装置において、吸気シヤツター装置
の絞り量をエンジン暖機完了状態でのアイドリン
グ時に吸気シヤツター下流の吸気負圧が100mmHg
以上となるよう設定するとともに、変速機がシフ
ト状態のときに前記吸気シヤツター装置の絞り量
を減少させたため、アイドリング状態での振動、
騒音が十分に低減できるとともに、変速機がシフ
ト状態にあるエンジンブレーキ時、特に排気ブレ
ーキ時に効果的に吸気騒音が低減され、しかもエ
ンジンブレーキの性能も、従来のものに比して劣
らないという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施態様を例示するもので、第
１図は自動車用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１の要部詳細図、第
３図は実施例２の要部詳細図、第４図は実施例３
の要部詳細図、第５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……バツテリ、１７……キース
イツチ、１８……アクセルペダル、１９……アク
セルスイツチ、２０……排気ブレーキスイツチ、
２１……クラツチスイツチ、２３……ニユートラ
ルスイツチ、２４……バイパス通路、２５……開
閉弁、２５ａ……励磁コイル、２６……始動スイ
ツチ、２７……暖機スイツチ、２８……負荷スイ
ツチ、２９……燃料噴射ポンプ、２９ａ……コン
トロールレバー、３０……エアクリーナ、３１…
…回動軸、３２……レバー部材、３２ａ……第１
突部、３２ｂ……第２突部、３２ｃ……第３突
部、３３，３５……ボルト、３４，３６……ロツ
クナツト、３７……シフトレバー、３８……規制
部材、３９……ケーブル、４０……係合部材、４
１……シフトセレクトレバー、４２……出力部
材、４２ａ……長孔、４３……復帰スプリング、
４４……案内部材、５１……吸気通路、５２……
隔壁、５３……主通路、５４……補助弁、５５…
…バイパス通路、５６……回動軸、５７……レバ
ー部材、６１……吸気シヤツター、６２……アク
セルペダル、６３……リンク機構、６４……スプ
リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸気通路に吸気シヤツターが設けられ、アク
   セルペダルの踏込みを解除した時に、該吸気シ
   ヤツターを閉じ吸気通路を絞る吸気シヤツター
   装置を備えたデイーゼルエンジンの吸気装置に
   おいて、前記吸気シヤツター装置の絞り量をエ
   ンジン暖機完了状態でのアイドリング時に吸気
   シヤツター下流の吸気負圧が100mmHg以上とな
   るよう設定するとともに、この設定された吸気
   シヤツター装置の絞り量を、変速機がシフト状
   態にあるときに減少させる装置を設けたことを
   特徴とする自動車用デイーゼルエンジンの吸気
   装置。 (2) 変速機のシフト状態は、該変速機に連動した
   可動部材から機械的に検出する実用新案登録請
   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) 可動部材は、シフトセレクトレバーである実
   用新案登録請求の範囲第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、吸気シヤツター上流側と下流側との吸気
   通路を連通するバイパス通路で、変速機がシフ
   ト状態のときに開く開閉手段が介装されている
   実用新案登録請求の範囲第１項、第２項または
   第３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実用新案登録請求
   の範囲第４項記載の自動車用デイーゼルエンジ
   ンの吸気装置。