JPS627926A - デイ−ゼルエンジンの吸気装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はディーゼルエンジンの始動促進およびエミッシ
ョンの改善のため、断熱圧縮により吸気温度を上昇させ
るようにしｔ、：フイーゼルエンジンの吸気装置に関り
るものである。

（従来技術）。

従来、実開昭５９−１０７９３６号公報に示されるよう
に、ディーゼルエンジンにおいて始動時に着火性を高め
るため、燃焼室に供給する吸気を断熱圧縮して吸気渇疾
を上昇さけるようにした吸気装置（始動促進装置）が知
られている。この装置は、吸気通路に吸気行程の途中で
開作動する開閉弁を設け、具体的には主吸気通路に吸気
絞り弁を設けるとともに、この吸気絞り弁を迂回するバ
イパス吸気通路に開閉弁を設け、始動時から暖機時まで
の低負荷運転状態時に、吸気絞り弁により主吸気通路を
絞った状態で、上記開閉弁を動弁機構あるいは圧力応動
式の開閉弁等により吸気行程　　　　　″の途中で開作
動させるようにしている。そしてこのような開閉弁の作
動により、吸気行程の途中までは燃焼室への吸気の導入
をＩＩＩｊ限し、吸気行程の途中から急激に燃焼室に吸
気を導入して断熱圧縮を行なわせている。この装置によ
ると、］アヒー夕によって吸気を加熱する場合と比べ、
多大のエネルギーが電力として消費されることが＜ｒ　
＜、しかも燃焼室内で効率良く吸気温石を高めることが
できる。なお、上記従来の装置では始動暖機運転時に開
閉弁を作動さｌているが、通常運転時にも例えば比較的
低回転、低負荷の運転領域で開閉弁を作動させるように
Ｊれば、吸気温石の上背にＪ：り燃焼性が向、Ｌされる
ととしに白煙やＩＣ等の発生が防止される。

また、この装置において吸気行程途中で開く開閉弁とし
ては、動弁機構や連動機構を介ｔノでエンジン出力軸で
駆動されるもの、またはシリンダ内の負圧が所定負圧に
達した時に自動的に開作動する圧力応動式のものを採用
し得るが、特に圧力応動式のものを用いれば、動弁機構
や連動機構を必要とせず簡単な構造で吸気の断熱圧縮を
行なわＵることができる。

ところで、このような圧力応動式の開閉弁を用いる場合
に、外気温度が低くて開閉弁が凍結している状態でエン
ジンの始動が行なわれると、エンジン回転数の−１−９
？が遅れてクラン４ングに長時間を要したり始動が困難
にむったリリ−ることがある。

つまり、始動時に開閉弁以外からの吸気の流入を阻止し
て開閉弁を自動的に作動させようとしくも、ピストンま
わりからのリーク吸気員との関係でクランキング初期に
はシリンダ内に生じる負圧が比較的小さいため、開閉弁
が凍結しているとこれを開作動１′ることかできない。

そして、エンジン回転数がある程度高くなってシリンダ
内に住じる負圧が充分に大きくなれば、その負Ｊ−を力
により開閉弁が凍結による固着力に抗しで開かれるため
凍結が解除されるが、それまでは開閉弁が閉じられたま
まであるため、充填量が低下してポンピング［１スが人
ぎくなる。これによつＣクランキング時にエンジン回転
数の上昇が著しく遅れでしょうというおそれがあった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に区み、開閉弁が凍結している
状態にあるとぎの始動時にも、クラン１−ング初期のポ
ンピングロスを低減し、エンジンの回転数の上昇を速め
てクランキング不良やクランキング時間の増大を防止す
ることができるディーゼルエンジンの吸気装置を提供す
るものである。

（発明の構成） 本発明は、エンジンの各シリンダ別の吸気通路に、シリ
ンダ内の負圧が所定負圧に達した詩に開弁する圧力応動
式の開閉弁を設け、この開閉弁の作動により吸気行程途
中までは燃焼室への吸気導入を制限し、吸気行程途中か
ら急激に吸気を燃焼室に導入して断熱圧縮を行なわｌる
ようにしたディーゼルエンジンの吸気装置において、少
なくとも外気温度が低いとぎのエンジン始動時に所定回
転数に達するまでは上記開閉弁の作動を停止させ、かつ
、上記開閉弁の下流に吸気を導入する制御手段を設けた
ものである。

つまり、エンジン始動時に開閉弁の凍結を解除し得るエ
ンジン回転数に達するまでは、開閉弁を停止させたまま
で燃焼室に吸気を導入することにより充填量を確保して
ポンピング［１スを低減するようにしてものである。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す。

これらの図において、１はディーゼルエンジンの各シリ
ンダであって、その内部のピストン２上方には燃焼室３
が形成されており、この燃焼室３には、吸気弁４を備え
た吸気ボート５と、排気弁を備えた排気ポート（図示せ
ず）とが開口している。

上記吸気ボート５に連通ずる吸気通路６には、圧力応動
式の開閉弁１０によつ゛Ｃ吸気行程途中までは燃焼室３
への吸気の導入を制限し、吸気行程途中から急激に吸気
を燃焼室３に導入し−Ｃ断熱圧縮を行なわせる吸気導入
規制装置が設けられている。

この吸気導入規制装置は、当実施例では主吸気通路６ａ
と、下流端が主吸気通路６ａに開口する副吸気通路６ｂ
とから（５る吸気通路６が各シリンダ１別に形成され、
かつ、主吸気通路６ａの副吸気通路６ｂ開ロ位置より上
流に吸気絞り弁７が設けられるどともに、副吸気通路６
ｂに上記開閉弁１０が設けられていることにより構成さ
れている。

なお、上記主吸気通路６ａおよび副吸気通路６ｂはそれ
ぞれり−−ジタンク８．９を介して図外のエアクリーナ
に接続されている。

上記開閉弁１０は、副吸気通路６　ｉ）のり−ジタンク
９への開口部に配置され（おり、弁室１１内に設けられ
て弁座１２に上流側から当接する弁体１３と、この弁体
１３に連結軸１４を介して連結されたダイヤフラム１５
と、このダイヤフラム１５により仕切られた２つの室１
６．１７と、ぞの一方の室１６内に設けられて弁体１３
を閉弁方向に付勢するリターンスプリング１８とを備え
ている。そして上記一方の室１６は弁体１３、連結軸１
４およびダイヤ“ノラム１５を貫通した連通孔１９を介
して弁体１３より下流の副吸気通路６ｂに連通し、他方
の室１７はザージタンク９に連通してほぼ大気圧に保た
れている。こうして開閉弁１０は、弁体１３よりＦ流の
副吸気通路６ｂから、に記一方の室１６に導入される負
圧が所定の開弁負圧に達したとぎ、リターンスプリング
１８の付勢力および弁体１３自体に作用づるｈ圧力に抗
して弁体１３が開かれるようになっており、従つ−Ｃ吸
気絞り弁７により主吸気通路６ａが絞られ゛（いる状態
では、シリンダ１内の負圧が上記開弁負圧に達する吸気
行程途中で自動的に開閉弁１０が開作動する。また吸気
絞り弁７が聞かれたときは１−吸気通路６ａからシリン
ダ１内に吸気が導入され、これにより開閉弁１０の下流
には殆ど負圧が生じなくなるため、開閉弁１０の作動が
停止されるようになっている。

一方、吸気絞り弁７に対しては、これを開閉作動するダ
イヤフラム装置により形成されたアクチュエータ２１と
、このアクチュエータ２１を動かＵるｊこめの通路２２
、真空ポンプ２３および切替弁２４とで構成された駆動
手段が設【プられ、この駆動手段により、吸気絞り弁７
を閉じて開閉弁１０を作動させる開閉弁作動状態と吸気
絞り弁７を聞いて主吸気通路６ａを開通させることによ
り吸気絞り弁７の作動機能を停＋Ｌさゼる作動停止状態
とに吸気系を切替可能どしている。

２５はマイク［１コンピユータ等からなる制御手段であ
って、回転数検出手段２６および真向検出手段２７等か
らの運転状態を検出する信号を受け、運転状態が予め設
定された比較的低回転低負荷側の開閉弁作動領域にある
ときは吸気絞り弁７を閉じて開閉弁１０を作動状態とし
、吸気の断熱圧縮を行なう必要のない高回転高負荷側の
運転領域では吸気絞り弁７を開いて開閉弁１０を作動停
止状態とするように、上記駆動手段を制御している。

さらに上記制御手段２５は、エンジン始動時のクランキ
ング中には、エンジン回転数が開閉弁１０の凍結解除に
必要な所定回転数に達するまでは吸気絞り弁７を開いて
開閉弁１０を作動停止状態とし、所定回転数に達してか
ら吸気絞り弁７を開いて開閉弁１０を作動状態とするＪ
：うに上記駆動１ｉｆｔを制御している。

このように構成された吸気装置の作用を第４図によって
説明する。

第４図はエンジンスイッチの操作（線Ａ）に対応させて
始動時のエンジン回転数の時間的変化（線Ｂ）と開閉弁
１０の状態の時間的変化（線Ｃ）とを示している。この
図に示すように、エンジン−〇　− スイッチがスター］・位置（ＳＴ）とされることにより
クランキングが開示され、このクランキング開始時点ｔ
ｏからエンジン回転数が次第に上昇する。この場合に開
閉弁１０が凍結していると、開閉弁１０の本来の開弁圧
よりか（２り大きな負圧がシリンダ１内に生じない限り
は開閉弁１０を凍結による固着力に抗しＣ開くことがで
きない状態にある。この状態で、クランキング初期に吸
気絞り弁７を閉じて開閉弁１０を作動させようとしても
（２点鎖線Ｃ′）、エンジン回転数が低い間はピストン
２まわり等からのリーク吸気量が多くなる　　　゛こと
によりシリンダ１内に生じる負圧は比較的低いため、実
際には開閉弁１０が開かれない。しかもピストン２まわ
り等からのリーク吸気量だけでは充分に吸気をシリンダ
１内に充填させることができず、ボンピングロスが生じ
てエンジン回転数の上昇が著しく遅れる（２点鎖線Ｂ’
　）。

これに対し本発明では、線Ｃのようにクランキング初期
には開閉弁１０をＯＦＦ　（作動停止状態）　　・とじ
、つまり吸気絞り弁７を開くことにより吸気を主吸気通
路６ａからシリンダ１内に自由に導入させるようにしＣ
おり、これにより充分に吸気がシリンダ１内に充填され
てボンピングロスが低減され、線Ｂで示すように二［ン
ジン回転数の上野が促進される。

そして、エンジン回転数が所定回転数Ｎｏに達すると吸
気絞り弁７が閉じられＣ開閉弁１０がＯＮ状態とされ、
このとぎには１２９２回転数が上野しているためシリン
ダ１内に生じる負圧は大きくなり、この負圧により開閉
弁１０が凍結による固着力に抗して聞かれ、凍結が解除
される。従ってその後は開閉弁１０が自動的に作動し、
つまりシリンダ１内の負圧が開閉弁１０の開弁Ω圧に達
する吸気行程途中で開閉弁１０が聞かれ、多聞の吸気が
急激に燃焼室３に導入されることにより吸気の断熱圧縮
が行なわれて吸気渇廓が上貸し、この断熱圧縮で着火性
および燃焼性が高められて始動が促進される。ざらにＴ
レジン始動後も比較的低回転低負荷の領域等では開閉弁
１０が作動されて吸気の断熱圧縮が行なわれることによ
り、失火の防止およびエミッションの改善が図られる。

４１お、上記実施例ではクランキング中に単にエンジン
回転数を調べて所定回転数以下で開閉弁１０を作動停止
状態としているが、エンジン回転数に加えて吸気温度を
検出し、開閉弁１０の凍結が生じるような低温時にのみ
、所定回転数以下で開閉弁１０を作動停止状態としても
よい。

また、−１１記実施例では各シリンダ別の吸気通路６を
主吸気通路６ａと副吸気通路６ｂとに分けて副吸気通路
６ｂに開閉弁１０を設け−Ｃいるが、各シリンダごとに
１つずつの吸気通路を設（」てこの吸気通路に圧力応動
式の開閉弁１０を設けてもよい。この場合、例えば開閉
弁１０をバイパスするバイパス通路を設け、クランキン
グ中に所定回転数に達するまではこのバイパス通路を開
いて開閉弁１０の下流に吸気を流入させるにうにすれば
よい。また開閉弁１０を吸気通路から退避する位置に回
動可能とし、作動停止状態とするとぎは開閉弁１０を退
避位置に回動させて吸気通路を開通させる。ｊ：うにし
ておいてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、シリンダ内の圧力変化に応じて
自動的に開閉することにより吸気の断熱圧縮を行なわせ
る圧力応動式の開閉弁を備えたディーゼルエンジンの吸
気装置において、少なくとも外気温度が低いとぎの始動
時には所定回転数に達するまで開閉弁の作動を停止させ
、かつ開閉弁の下流に吸気を流入させるようにしている
ため、開閉弁が凍結していてもクランキング初期のボン
ピングロスを低減し、良好に始動を行なわせることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の縦断側面図、第２図
はこの装置の概略横断平面図、第３図は開閉弁の拡大断
面図、第４図はエンジン始動時のエンジン回転数変化お
よび開閉弁の制御を示Ｊ説明図である。 １・・・シリンダ、３・・・燃焼室、４・・・吸気弁、
６・・・吸気通路、７・・・吸気絞り弁、１０・・・開
閉弁、２５・・・制御手段。 第　　３　　図 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの各シリンダ別の吸気通路に、シリンダ内
   の負圧が所定負圧に達した時に開弁する圧力応動式の開
   閉弁を設け、この開閉弁の作動により吸気行程途中まで
   は燃焼室への吸気導入を制限し、吸気行程途中から急激
   に吸気を燃焼室に導入して断熱圧縮を行なわせるように
   したディーゼルエンジンの吸気装置において、少なくと
   も外気温度が低いときのエンジン始動時に所定回転数に
   達するまでは上記開閉弁の作動を停止させ、かつ、上記
   開閉弁の下流に吸気を導入する制御手段を設けたことを
   特徴とするディーゼルエンジンの吸気装置。