JP2503739B2 - パワ―タ―ド装置付ディ―ゼルエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラック、バス等大型の車両に採用されて
好適なパワータード装置付ディーゼルエンジンに関する
ものである。

（従来の技術） 従来から、比較的大型のトラックやバス等の車両用デ
ィーゼルエンジンに、車両の常用ブレーキ装置を補完す
る目的で、車両のエンジンブレーキ走行時にエンジンブ
レーキ効果を生起するパワータード装置が広く採用され
ている。

いま、従前のパワータード装置付ディーゼルエンジン
の典型的な構成を第５図及び第６図を参照して説明す
る。図中符号10は直接噴射式ディーゼルエンジンのシリ
ンダ、12は同シリンダ10内に嵌装されたピストン、14は
シリンダヘッド、16及び18は上記シリンダヘッド14内に
形成された吸気ポート及び排気ポート、20及び22は上記
吸気ポート16及び排気ポート18とシリンダ10との連通を
制御する吸気弁及び排気弁、24及び26は上記吸気ポート
16及び排気ポート18に連通する吸気管及び排気管、28は
上記シリンダヘッド14内に配設され上記排気弁22とは別
個に排気ポート18とシリンダ10との連通を制御する第３
の弁即ちパワータード弁である。

第６図の拡大断面図に良く示されているように、上記
パワータード弁28は弁ばね30によって常時閉方向に付勢
され、また同パワータード弁の弁ステム32の上側に、油
室34と同シリンダ内に嵌装された油圧応動ピストン36と
からなる油圧式アクチュエータ38が配設され、上記油圧
応動ピストン36から下向きに突設されたプッシュロッド
40は上記パワータード弁28の弁ステム32に対し略同軸的
に配設されている。上記油室34は圧油通路42を介して高
圧オイルポンプ44の吐出側に接続され、同オイルポンプ
44の吸込側はエンジンのオイルギャラリ46に接続されて
いる。

上記圧油通路42には、同通路内の作動油の最高圧力を
限定する通常のリリーフバルブRVが設けられ、更に分岐
通路48が接続されている。同分岐通路48には、圧油通路
42内の作動油圧力を制御する圧力制御装置50が設けられ
ている。同圧力制御装置50は、エンジンのオイルパン52
に連通する排油口54を具えたハウジング56と、同ハウジ
ング56内に嵌装された遊動ピストン58と、ハウジング56
内に収容されたセットスプリング60とを具えており、同
ハウジング56内に上記遊動ピストン58によって画成され
た作動室62は電磁三方弁64を介して圧縮空気源66に接続
されている。同電磁三方弁64の駆動ソレノイドは、車両
のクラッチが係合しているときに閉成されるクラッチス
イッチ68と、アクセルペダルの踏込量が実質的に零のと
きに閉成されるアクセルスイッチ70と、車両の運転者が
パワータード装置のブレーキ効果を望んだときに手動で
閉成されるパワータードスイッチ72とを介して車載電源
74に接続されている。前記オイルギャラリ46はクランク
ケース内に配設され、同オイルギャラリには、エンジン
のクランク軸に連動して駆動される低圧のオイルポンプ
76から吐出される低圧作動油が供給される。また前記油
圧式アクチュエータ38の油室34は、各シリンダ10に夫々
１個の吸気弁及び排気弁を具えた通常のディーゼルエン
ジンの場合、シリンダヘッド14にスペース的余裕がある
ため、第６図に示されているように、同シリンダヘッド
14の上面から油室を形成する円形孔を穿設し、同円形孔
の開口端に盲プラグ78を螺合することによって形成され
る。また、上記油圧応動ピストン36の下動ストローク即
ちパワータード弁28の弁リフトを限定するストッパは上
記円形孔の底壁それ自体によって形成される。

上記構成において、車両の通常運転中は、運転車がパ
ワータード装置のブレーキ効果を欲してパワータードス
イッチ72を閉成していても、クラッチスイッチ68及びア
クセルスイッチ70の少くとも何れかが開路しているの
で、電磁三方弁64が消勢されていて圧力制御装置50の作
動室62が大気に連通している。一方、エンジンのオイル
ギャラリ46から高圧オイルポンプ44に供給された低圧の
作動油が同ポンプにより加圧されて圧油通路42に吐出さ
れている。しかしながら、上記のように圧力制御装置50
の作動室62が大気に連通していて遊動ピストン58がセッ
トスプリング60のばね力により第５図に示されている休
止位置に左動し排油口54が開口しているので、上記圧油
通路42内の作動油は同排油口54からオイルパン52に流出
しその圧力は低圧の第２圧力（例えば4kg/cm²）に保持
されている。

第３弁即ちパワータード弁28を開閉するアクチュエー
タ38の油圧応動ピストン36に上記低圧の作動油が作用し
ているので、同弁は弁ばね30によって第６図に示されて
いる閉位置に保持され、従ってエンジンは、パワーター
ド弁とは無関係に通常の運転を行なう。

次に、車両がエンジンブレーキ走行状態になると、ク
ラッチスイッチ68及びアクセルスイッチ70が共に閉成す
るので、パワータードスイッチ72が閉成されていると、
電磁三方弁64が付勢されて、圧縮空気源66から同電磁三
方弁64を経て圧力制御装置50の作動室62に圧縮空気が供
給される。作動室62内の遊動ピストン58に空気圧力が作
用してセットスプリング60が圧縮され、同遊動ピストン
58によって排油口54が閉鎖されるので、圧油通路42内の
作動油圧力が高圧の第１圧力（例えば100kg/cm²）に上
昇する。圧油通路42内の高圧作動油がアクチュエータ38
の油圧応動ピストン36に作用するので、弁ばね30が克服
されて同ピストンが下降し、パワータード弁28が開放さ
れる。

パワータード弁28の開放により、ピストン12の圧縮行
程において加圧されたシリンダ10内の空気が、絞り損失
を伴ないながら同弁を通過して排気通路80及び排気ポー
ト18を通り排気管26内に流出し、通常の場合、圧縮行程
において圧縮された空気が、続くピストン12の下降行程
において同ピストンに与えていた正の膨張仕事が消失し
又は減少することによって、周知のエンジンブレーキ効
果が生起される。

（発明が解決しようとする課題） エンジンの吸気効率及び排気効率を改善してエンジン
性能の向上を図るために、各シリンダに２個以上の吸気
弁と１個以上好ましく２個以上の排気弁とを設けた高性
能の直接噴射式ディーゼルエンジンに、上述したパワー
タード弁を設ける場合、同弁の開閉を制御する上記油圧
式アクチュエータを、上記従来のパワータード装置付デ
ィーゼルエンジンと同様にシリンダヘッド内部に設ける
ことは、スペース的に極めて困難である。

本発明は、上記事情に鑑み創案されたもので、上記パ
ワータード弁をシリンダ中心から離隔したシリンダ外周
部分に配置すると共に、同パワータード弁を開閉制御す
る油圧式アクチュエータを、シリンダヘッド上に固着さ
れるロッカシャフト支持ブラケット等の装架部材の内部
に設けることによって、上記スペース上の問題点を合理
的に解決することができるようにしたパワータード装置
付ディーゼルエンジンを提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの各シ
リンダに、吸気弁及び排気弁と、車両のエンジンブレー
キ走行時に開放されてエンジンブレーキ効果を生起する
パワータード弁と、上記エンジンブレーキ走行時に上記
パワータード弁を弁ばねに抗して開放する油圧応動ピス
トンとを設けたものにおいて、上記パワータード弁がシ
リンダ中心から離隔したシリンダ外周部分に配置される
と共に、上記油圧応動ピストンが、ロッカシャフト支持
ブラケット等シリンダヘッド上に固着される装架部材の
内部に形成された油室内に嵌装され、かつ同油圧応動ピ
ストンのストロークを限定するストッパ部材が、上記装
架部材のシリンダヘッドに当接する端面に穿設され上記
油室に連通する開口内に螺合された内六角ねじによって
形成され、更に同内六角ねじには、上記パワータード弁
を開閉させる上記油圧応動ピストンのプッシュロッドが
遊挿される挿通孔が設けられたことを特徴とするパワー
タード装置付ディーゼルエンジンを提案するものであ
る。

（作用） 本発明によれば、パワータード弁がシリンダ中心から
離隔したシリンダ外周部分において吸気弁及び排気弁間
の空いたスペースに配置され、同パワータード弁の開閉
を制御する油圧式アクチュエータの油室及び油圧応動ピ
ストンは、シリンダヘッド上に固着されるロッカシャフ
ト支持ブラケット等シリンダヘッドとは別個の部材即ち
装架部材の内部に設けられるので、シリンダヘッドのス
ペース的な困難性が容易に克服される。上記油圧応動ピ
ストンのストローク即ちパワータード弁のリフトを設定
するために必要なストッパ部材が、上記装架部材のシリ
ンダヘッドに当接する端面に穿設された開口内に螺合さ
れる内六角ねじによって形成されるので、構造簡単で加
工及び組立が容易になる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照し
て具体的に説明する。（なお、第５図及び第６図を参照
して先に説明した従前のパワータード装置付ディーゼル
エンジンと実質的に同一の部材及び部分には同一の符号
を付し、重複説明は省略する。）第１図及び第２図中に
一点鎖線で略示されているシリンダ10に対応するシリン
ダヘッド14上のスペースに、第１吸気弁20a及び第２吸
気弁20bと第１排気弁22a及び第２排気弁22bとが略同心
円状に配設され、またシリンダ中心部分に燃料噴射ノズ
ル82が配置されている。更にシリンダ10の中心から離隔
したシリンダ外周部分において、上記第１排気弁22aと
第２吸気弁20bとの間の扇形スペース内にパワータード
弁28が配置されている。上記燃料噴射ノズル82は、ボル
ト84によってシリンダヘッド14に緊締された固定金具86
によって同シリンダヘッドに固定される。

シリンダヘッド14の上側にロッカシャフト88を支持す
るロッカシャフト支持ブラケット90がボルト92によって
固着され、同ブラケット90の内部に、上記シリンダヘッ
ドの上面に当接する下側面側から穿設された油室34と、
同油室34内に摺動自在に嵌装された油圧応動ピストン36
とを具えた油圧式アクチュエータ38が設けられている。
上記油圧応動ピストン36から下向きに突設されたプッシ
ュロッド40は、弁ばね30によって常時閉方向に付勢され
ているパワータード弁28の弁ステム頂面に当接してい
る。

上記油室34に連通する圧油通路42は、図示を省略され
ている高圧オイルポンプ44の吐出側に接続されたパイプ
42aと、ジョイント42bを介して上記パイプ42aに接続さ
れたシリンダヘッド14内の油孔42cと、上記ロッカシャ
フト支持ブラケット90内に穿設された油孔42dとから構
成されている。また同圧油通路42には、図示は省略され
ているが第５図に示されている圧力制御装置50と同様の
圧力制御装置が接続されている。

第３図の拡大断面図に良く示されているように、上記
ロッカシャフト支持ブラケット90のシリンダヘッド14に
隣接する底部に、上記油室34と連通する開口94が設けら
れ、同開口94内に内六角ねじ96が螺合されている。内六
角ねじ96には周知の六角棒ドライバを適用するための六
角孔98と、油圧応動ピストン36に下向きに突設されたプ
ッシュロッド40を遊隙を存し挿通させる挿通孔100が設
けられている。上記内六角ねじ96は、油圧応動ピストン
36の下降ストロークを限定するストッパ部材として作動
するものである。

上記構成において、エンジンの通常運転時は、油圧式
アクチュエータ38の油室34に高圧の作動油が供給され
ず、従ってパワータード弁28が閉止していて、エンジン
はパワータード弁28を具備しない一般のエンジンと同様
に運転される。一方、車両のエンジンブレーキ走行時に
は、上記油圧式アクチュエータ38の油室34に高圧の作動
油が供給されてパワータード弁28が開放され、エンジン
ブレーキ効果が生起されることは、前述した従前のパワ
ータード装置付ディーゼルエンジンと同様である。ま
た、各シリンダに夫々２個の吸気弁20a,20bと排気弁22
a,22bとを設けることによって、技術上良く知られてい
るように、夫々単一の吸気弁及び排気弁を具えたエンジ
ンと較べ吸気効率及び排気効率が向上し、従ってエンジ
ン性能の改善が達成される。なおまた、上記パワーター
ド弁28をシリンダ10の外周部分に配置することによっ
て、燃料噴射ノズル82をシリンダの中心部分に配置する
ことができるので、エンジンの通常運転中に混合気の良
好な燃焼を確保し、ひいてはエンジン性能を向上し得る
利点がある。

更に、パワータード弁28を開閉制御する油圧式アクチ
ュエータ38を構成する油室34及び同油室内に摺動自在に
嵌装された油圧応動ピストン36が、シリンダヘッド14上
に固着されるロッカシャフト支持ブラケット90の内部に
設けられるので、スペース的に余裕が極めて乏しいシリ
ンダヘッド14の内部に無理に油圧式アクチュエータを設
ける場合と較べて、シリンダヘッドの構造を簡素化して
製造コストを低減すると共に、耐久性及び信頼性を向上
し得る利点がある。更に、上記油室34はロッカシャフト
支持ブラケット90のシリンダヘッド14に当接する底面側
から容易に加工することができ、また油圧応動ピストン
36の下降ストローク、即ち、パワータード弁28の弁リフ
トを限定するストッパ部材が、上記ブラケット90の底部
に穿設され油室34に連通する開口94に螺合される内六角
ねじ96によって構成されるので、構造簡単で加工及び組
立が容易であり、しかも安価に製造し得る利点がある。

なお、上記実施例では、油圧式アクチュエータ38が、
ロッカシャフト支持ブラケット90の内部に設けられてい
るが、エンジンの型式に応じシリンダヘッド14上に装着
される他の部材、例えばカムシャフトブラケット等任意
の装架部材の内部に設けることができる。

（発明の効果） 叙上のように、本発明に係るパワータード装置付ディ
ーゼルエンジンは、エンジンの各シリンダに、吸気弁及
び排気弁と、車両のエンジンブレーキ走行時に開放され
てエンジンブレーキ効果を生起するパワータード弁と、
上記エンジンブレーキ走行時に上記パワータード弁を弁
ばねに抗し開放する油圧応動ピストンとを設けたものに
おいて、上記パワータード弁がシリンダ中心から離隔し
たシリンダ外周部分に配置されると共に、上記油圧応動
ピストンが、ロッカシャフト支持ブラケット等シリンダ
ヘッド上に固着される装架部材の内部に形成された油室
内に嵌装され、かつ同油圧応動ピストンのストロークを
限定するストッパ部材が、上記装架部材のシリンダヘッ
ドに当接する端面に穿設され上記油室に連通する開口内
に螺合された内六角ねじによって形成され、更に同内六
角ねじには、上記パワータード弁を開閉させる上記油圧
応動ピストンのプッシュロッドが遊挿される挿通孔が設
けられたことを特徴とし、構造簡単で加工及び組立が容
易であり、しかも性能及び耐久性、信頼性が優れたディ
ーゼルエンジンを安価に提供することができるので、産
業上有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の矢印II方向から視た部分的平面図、第３図は第１図
の要部を抽出して示した拡大断面図、第４図は第３図の
IV−IV線に沿い矢印方向に視た断面図、第５図は従来の
パワータード装置付ディーゼルエンジンの概略構成図、
第６図は第５図の要部を拡大して示した断面図である。 10……シリンダ;12……ピストン;14……シリンダヘッ
ド;20,20a及び20b……吸気弁;22,22a及び22b……排気
弁;28……パワータード弁;34……油室;36……油圧応動
ピストン;38……油圧式アクチュエータ;40……プッシュ
ロッド;90……ロッカシャフト支持ブラケット（装架部
材）;96……内六角ねじ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの各シリンダに、吸気弁及び排気
   弁と、車両のエンジンブレーキ走行時に開放されてエン
   ジンブレーキ効果を生起するパワータード弁と、上記エ
   ンジンブレーキ走行時に上記パワータード弁を弁ばねに
   抗し開放する油圧応動ピストンとを設けたものにおい
   て、上記パワータード弁がシリンダ中心から離隔したシ
   リンダ外周部分に配置されると共に、上記油圧応動ピス
   トンが、ロッカシャフト支持ブラケット等シリンダヘッ
   ド上に固着される装架部材の内部に形成された油室内に
   嵌装され、かつ同油圧応動ピストンのストロークを限定
   するストッパ部材が、上記装架部材のシリンダヘッドに
   当接する端面に穿設され上記油室に連通する開口内に螺
   合された内六角ねじによって形成され、更に同内六角ね
   じには、上記パワータード弁を開閉させる上記油圧応動
   ピストンのプッシュロッドが遊挿される挿通孔が設けら
   れたことを特徴とするパワータード装置付ディーゼルエ
   ンジン。