JPH0351890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、始動時や暖機時に圧縮行程初期温度
は上昇させる機能を有するデイーゼルエンジンの
吸気装置に関するものである。

（従来技術） 従来、デイーゼルエンジンにおいて、始動時の
着火性を高めて始動を促進するようにする手段と
して、実開昭55−165935号公報に示されるよう
に、燃焼室への排気の導入による断熱圧縮仕事に
より、燃焼室内の空気の圧縮行程初期温度を上昇
させるようにしたものが知られている。すなわ
ち、この装置は、吸気通路に絞り弁を設け、始動
時にこの絞り弁を作動させて吸気通路を絞るとと
もに、排気弁を、吸入行程終期から圧縮行程初期
の間にも開かせることにより、始動時の吸入行程
終期から圧縮行程初期の間に、圧力低下した燃焼
室内に排気を流入させ、これによつて断熱圧縮仕
事を行わせるようにしている。しかし、この装置
によると、排気が燃焼室に導入されるため、排気
中のカーボンによつてシリンダライナとピストン
リングとの摺動面が摩耗したり、摺動面潤滑用の
オイルが汚れたりする欠点があつた。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、断熱圧縮仕事に
よつて圧縮行程初期温度を上昇させる機能は従来
装置と同等にもたせながら、排気導入による弊害
を除去することのできるデイ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、デイーゼルエンジンの吸気通路に、
始動時もしくは暖機時またはこれら始動時と暖機
時の両方にわたる期間に該吸気通路を絞る絞り弁
を設けるとともに、上記始動時もしくは暖機時ま
たはこれら始動時と暖機時の両方にわたる期間中
に吸入行程終期から圧縮行程初期の間において絞
り弁上流の吸気通路と燃焼室とを開通させる吸気
導入装置を設けたものである。

（実施例） 第１図は本発明装置の第１実施例を示し、同図
において、１はデイーゼルエンジンのシリンダで
あつて、その内部にはピストン２が嵌装され、該
ピストン２の上方に燃焼室３が形成されている。
４は吸気通路、５は排気通路であつて、該両通路
４，５の燃焼室３への各開口部には吸気弁６およ
び排気弁７がそれぞれ装備されている。

上記吸気通路４には、絞り弁１０を備えた主吸
気通路４ａと、該主吸気通路４ａの絞り弁１０よ
り上流部と下流部とを連結するバイパス通路４ｂ
とが形成されている。このバイパス通路４ｂの、
絞り弁１０より下流の主吸気通路４ａへの開口部
には、きのこ弁タイプの開閉弁２０が設けられて
いる。

上記絞り弁１０は、ダイヤフラム装置を用いた
負圧式アクチユエータ１１によつて作動されるよ
うにし、該アクチユエータ１１とバキユームポン
プ１２との間の負圧導入通路１３に、制御回路１
５によつて制御される三方電磁弁１４が設けられ
ている。該制御回路１５は、例えば燃料噴射ポン
プ１６のコントロールレバーポジシヨンを検出す
ることによつてエンジン負荷を検出する負荷セン
サ１７と、エンジン冷却水温を検出する水温セン
サ１８とからの信号に基づき、始動時から暖機時
までの低負荷運転状態時（以下、始動暖機運転時
という）にこの運転状態を検出する。そして、こ
の時には三方電磁弁１４を介してアクチユエータ
１１に負圧を導入させることにより、絞り弁１０
を閉じて主吸気通路４ａを絞るようにし、暖気後
の通常運転状態時には三方電磁弁１４を介してア
クチユエータ１１に大気を導入することにより絞
り弁１０を開くようにしている。

また、前記吸、排気弁６，７および前記開閉弁
２０は、それぞれ、スプリング２１，２２，２３
によつて閉弁方向に付勢されるとともに、クラン
ク軸（図示せず）に連動するカムシヤフト２４に
配設された上記各弁用の動弁カム２５，２６，２
７により、プツシユロツド２８，２９，３０およ
ロツカアーム３１，３２，３３を介して所定タイ
ミングで作動される。この場合、排気弁７および
吸気弁６は、一般のエンジンと同様に、第３図に
曲線Ａ，Ｂで示すようにそれぞれ排気行程および
吸入行程で開かれる。一方、上記開閉弁２０は、
曲線Ｃで示すように、吸入行程終期から圧縮行程
初期までの間において開かれるようにしている。
こうして、前記バイパス通路４ｂと、開閉弁２０
と、これに対する動弁機構とで吸気導入装置が構
成されている。さらに、開閉弁２０の動弁カム２
７とプツシユロツド３０との間には、暖機後の通
常運転時に動弁カム２７からの作動力の伝達を阻
止する開閉弁停止機構が設けられている。

この機構は、例えば第２図に示すように、動弁
カム２７上に上下摺動可能に配置されたタペツト
４０と、該タペツト４０内に上下動可能に嵌装さ
れてプツシユロツド３０に連結されたプランジヤ
４１と、プランジヤ４１下方のタペツト４０内に
形成された油圧室４２とを有する。該油圧室４２
には、オイルポンプ４３からオイルフイルタ４４
および逆止弁４５を介して油を給油する油供給通
路４６と、電磁弁４７により開閉される油排出通
路４８とが接続されており、上記電磁弁４７は前
記制御回路１５からの信号ａに応じて作動され
る。そして、始動暖機運転時には、上記電磁弁４
７が油排出通路４８を閉じて油圧室４２内に油を
封じ込めることにより、動弁カム２７の作動に応
じたタペツト４０の上下動が油圧室４２内の油圧
を介してプランジヤ４１およびプツシユロツド３
０に伝えられ、通常運転時には、電磁弁４７が油
排出通路４８を開くことにより、油圧室４２内の
油圧が逃がされてタペツト４０の動きがプランジ
ヤ４１に伝達されないように構成している。

次に、この装置の作用を説明する。

始動暖機運転時には、前記制御回路１５からの
信号に応じ、絞り弁１０が小開度に閉じられると
ともに、開閉弁２０が前記の所定のタイミングで
作動される。また、一般に吸気弁６の開弁期間は
吸入行程の期間より多少長く、ピストンが下死点
を過ぎて圧縮行程初期の段階に至つた時点で吸気
弁６が全閉する（第３図参照）。従つて、この始
動暖機運転時に、吸入行程終期までは主吸気通路
４ａが絞られるとともにバイパス通路４ｂが閉じ
られることにより燃焼室３内圧力が次第に低下
し、吸入行程終期から圧縮行程初期の間において
は前記バイパス通路４ｂが開かれて燃焼室３に吸
気が多量に導入される。これにより、断熱圧縮仕
事が行われて圧縮行程初期温度が上昇し、これに
ともなつて圧縮行程終期の温度も引き上げられて
着火が行われ易くなり、始動性および暖機性が高
められる。

暖機後の通常運転時には前記絞り弁１０が開か
れ、主吸気通路４ａから燃焼室３内に充分に空気
が供給される。またこの時、前記開閉弁停止機構
によつて開閉弁２０の作動が停止され、バイパス
通路４ｂが閉塞された状態に保たれる。なお、開
閉弁停止機構は必ずしも設ける必要はないが、前
記絞り弁１０が暖機後にも別の目的で作動される
場合、例えば、暖房性を高めるため絞り弁１０を
多少絞つてエンジンに負荷を与えるようにする場
合や、エンジン停止時にエンジン振動を防止する
ため上記絞り弁１０を利用して吸気を遮断するよ
うな場合には、開閉弁停止機構によりバイパス通
路４ｂが閉塞された状態に保たれることが好まし
い。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示
す。この実施例では、吸気導入装置として、主吸
気通路４ａの絞り弁１０より上流部と下流部とを
連結するバイパス通路４ｂの途中に、バタフライ
式の開閉弁５０が設けられ、該開閉弁５０が、絞
り弁１０下流の吸気通路内圧力の低下に応じて働
く圧力応動式アクチユエータ５１によつて作動さ
れるようにしている。このアクチユエータ５１は
第１および第２のダイヤフラム装置５２，５３を
備え、この両ダイヤフラム装置５２，５３は、そ
れぞれ、ダイヤフラム５２ａ，５３ａによつて仕
切られた大気圧室５２ｂ，５３ｂと負圧室５２
ｃ，５３ｃとを有する。上記両ダイヤフラム５２
ａ，５３ａはロツド５４によつて互いに直結さ
れ、かつ、開閉弁５０に連結されており、負圧室
５２ｃ，５３ｃに縮装されたスプリング５２ｄ，
５３ｄによつて各ダイヤフラム５２ａ，５３ａが
開閉弁５０を閉じる方向に付勢されている。第１
ダイヤフラム装置５２の負圧室５２ｃは連通路５
５を介して開閉弁５０より下流のバイパス通路４
ｂに連通されている。また、第２ダイヤフラム装
置５３の負圧室５３ｃは、開閉弁５０が閉じてい
る状態ではその上流のバイパス通路４ｂに連通
し、開閉弁５０がある程度開くと開閉弁５０下流
のバイパス通路４ｂに連通するように、連通路５
６を介してバイパス通路４ｂの所定個所に接続さ
れている。

この構造によると、始動暖機運転時の吸入行程
から圧縮行程にかけての開閉弁５０下流の負圧変
化と開閉弁５０の開度との関係が第６図のように
なる。すなわち、始動暖機運転時で吸入行程の初
期には、前記絞り弁１０により主吸気通路４ａが
絞られるとともに開閉弁５０が閉じられた状態に
あり、この状態から吸入行程がすすむにつれて開
閉弁５０下流の吸気負圧が次第に大きくなり、こ
の負圧は第１ダイヤフラム装置５２の負圧室５２
ｃに導入される。そして、この負圧が点Ｐで示す
所定値を越えると、スプリング５２ｄ，５３ｄの
バネ力に抗して徐々に開閉弁５０が開かれ、さら
に点Ｑで示す開度（第５図の２点鎖線の状態）に
達すると、第２ダイヤフラム装置５３の負圧室５
３ｃにも開閉弁５０下流の吸気負圧が導入される
ことにより急激に開閉弁５０が全開される。この
ためバイパス通路４ｂから燃焼室３に新気が供給
され、これに伴つて上記吸気負圧も低下するが、
開弁状態では両ダイヤフラム装置５２，５３が互
いに助勢し合つているため、上記吸気負圧が充分
に低下した時点で開閉弁５０が閉じられる。こう
して、この構造においても、始動暖機運転時に、
吸入行程終期から圧縮行程初期の間において開閉
弁５０が開かれ、第１実施例と同様の作用が得ら
れる。

なお、本発明装置の具体的構造は上記両実施例
に限定されず、例えば、吸気通路の絞り弁を、始
動暖機運転時には吸入行程終期からの圧縮行程初
期の間だけ開くように制御する手段も考えられ
る。但し、このような手段では絞り弁を所定のタ
イミングで応答性よく作動させることが難しく、
これに対し、前記各実施例では確実に開閉弁２
０，５０を所定のタイミングで作動させることが
できる。また、第２実施例の構造によると、吸気
導入装置をすべてエンジン本体外部の吸気配管部
分に装備することができ、エンジン本体部分（シ
リンダヘツド等）に特別な加工を施す必要がな
い。

また、上記各実施例では、始動暖機運転時全範
囲にわたつて絞り弁１０を閉作動するとともに吸
気導入装置を作動させるようにしているが、特に
着火性を高める必要がある始動時のみに、例えば
スタータのON信号によつて上記絞り弁１０およ
び吸気導入装置を働かせるようにしてもよい。ま
た、前述のように絞り弁１０および吸気導入装置
の作動により暖機性能が高められることから、暖
機時のみに上記絞り弁１０および吸気導入装置を
働かせるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明装置は、始動時もしくは
暖機時またはこれら始動時と暖機時の両方にわた
る期間に絞り弁によつて吸気通路を絞り、かつ、
この時の吸入行程終期から圧縮行程初期の間にお
いて絞り弁上流から燃焼室に多量の空気を供給し
得るようにしている。このため、断熱圧縮仕事に
より圧縮行程初期温度を向上し、しかも、従来の
燃焼室に排気が導入する手段による場合の弊害を
除去することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す断面
図、第２図は開閉弁停止機構の拡大断面図、第３
図は吸、排気弁および開閉弁の作動タイミングを
示す説明図、第４図は本発明装置の第２実施例を
示す断面図、第５図はその要部拡大断面図、第６
図はこの実施例における吸気負圧と開閉弁開度と
の関係を示す説明図である。 １……シリンダ、３……燃焼室、４……吸気通
路、４ａ……主吸気通路、４ｂ……バイパス通
路、１０……絞り弁、２０，５０……開閉弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイーゼルエンジンの吸気通路に、始動時も
   しくは暖機時またはこれら始動時と暖機時の両方
   にわたる期間に該吸気通路を絞る絞り弁を設ける
   とともに、上記始動時もしくは暖機時またはこれ
   ら始動時と暖機時の両方にわたる期間中に吸入行
   程終期から圧縮行程初期の間において絞り弁上流
   側吸気通路と燃焼室とを開通させる吸気導入装置
   を設けたことを特徴とするデイーゼルエンジンの
   吸気装置。 ２ 吸気導入装置は、吸気通路における絞り弁の
   上流と下流とを連結するバイパス通路と、該バイ
   パス通路を閉塞する開閉弁と、エンジン作動に連
   動して該開閉弁を吸入行程終期から圧縮行程初期
   の間において開作動させる動弁機構とで構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のデイーゼルエンジンの吸気装置。 ３ 吸気導入装置は、吸気通路における絞り弁の
   上流と下流とを連結するバイパス通路と、該バイ
   パス通路中に設けられて該バイパス通路を閉塞す
   る開閉弁と、上記絞り弁が閉じられた時の吸入行
   程終期における絞り弁下流の吸気通路内圧力の低
   下に応動して上記開閉弁を開作動させる圧力応動
   式アクチユエータとで構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のデイーゼルエ
   ンジンの吸気装置。